|
|
|
POMPE VOLUMICE CU INEL DE LICHID
Generalitati. Descriere. Functionare
Pompa cu inel de lichid (fig.4.70) are rotorul paletat montat excentric fata de carcasa. Inainte de prima punere in functiune, pompa se umple cu un lichid auxiliar. In momentul in care pompa se porneste , lichidul aflat in stator este proiectat datorita fortelor centrifuge catre periferia carcasei, generand inelul de lichid . Volumele de lucru variabile se formeaza intre butucul rotorului, palete, suprafata interioara a inelului de fluid si capacele laterale ale pompei. Cand sensul de rotatie este cel indicat in figura 4.70, aceste volume cresc pe semicursa descendenta generand aspiratia. Pe semicursa ascendenta volumele scad si determina refularea. Selectia cuplarii volumelor de lucru la tubulatura de aspiratie sau de refulare este realizata cu ajutorul unor discuri de distributie dispuse de o parte si de alta a rotorului, in vecinatatea capacelor laterale. Rotorul este montat pe arbore cu un ajustaj cu joc care ii permite sa se autocentreze intre capac si discul de distributie. Fluidul auxiliar este racit in permanenta pentru a nu se vaporiza. Din punct de vedere constructiv , aceste pompe pot fi cu una sau mai multe trepte. Cele cu mai multe trepte produc vid inaintat. La nava se folosesc ca pompe de amorsare a pompelor centrifuge, pentru creearea vidului, precum si in calitate de compresoare de aer. Parametri functionali se situeaza in jurul valorilor de 100 - 250 l/min pentru debit si 150 - 700 mmHg pentru vidul realizat.
Pompele cu inel lichid fac parte din categoria pompelor volumice cu miscare de rotatie care, spre deosebire de celelalte pompe volumice, sunt capabile sa vehiculeze fara impedimente lichide, gaze sau amestecuri de lichide si gaze. Datorita acestor calitati, ele sunt folosite cu precadere fie ca pompe de vid, fie ca suflante sau compresoare, dar mai putin ca pompe de apa, avand in vedere randamentul lor scazut la pomparea lichidelor. Ca pompe de vid sau suflante sunt utilizate in industria chimica, si cea energetica, precum si in statii de pompare, unde servesc la amorsarea pompelor centrifuge.
Principalele avantaje ale pompelor cu inel de lichid sunt: obtinerea aerului comprimat fara impuritati de ulei; performante ridicate la dimensiuni si gabarite reduse, datorita posibilitatii de a fi antrenate la turatii ridicate (3000 rot/min); lipsa organelor speciale de distributie (supape, sertare), ceea ce sigura o fiabilitate ridicata si uzuri minime; functionare silentioasa, lipsita de vibratii, debit constant, fara pulsatii.
Functionarea pompei cu inel de lichid se poate asemana cu functionarea unei pompe cu piston, deoarece inelul de lichid joaca rolul unui piston, acesta intrand mai mult sau mai putin in spatiul dintre palete. Astfel, pompa cu inel de lichid poate functiona in conditii bune si cu rolul de compresor sau pompa de vid.
Cu alte cuvinte daca pompa vehiculeaza aer sau gaze si daca aspiratia sa este pusa in legatura cu un spatiu inchis, pompa va fi o pompa de producere a vidului, evacuarea gazului facandu-se direct in atmosfera. Daca pompa absoarbe aer din atmosfera, ea va refula acest aer la o presiune superioara presiunii atmosferice si va fi suflanta sau compresor. Daca pompa aspira apa sau alte lichide, ea va fi o pompa de apa, dar va functiona cu un randament scazut, deoarece lichidul vehiculat, fiind incompresibil, va deforma inelul de lichid in zona de refulare, marind astfel scurgerile inverse si consumand o energie suplimentara. Din acest motiv, pompele cu inel de lichid se folosesc cu precadere ca pompe pentru vehicularea gazelor. Atunci cand alcatuiesc constructii comune cu pompele centrifugale, folosite ca dispozitive de amorsare, dupa intrarea in functiune a pompelor centrifuge, ele functioneaza in continuare ca pompe de apa.
In urma procesului de comprimare a aerului sau gazului, inelul de lichid se incalzeste si aceasta conduce la micsorarea depresiunii create de pompa. Pentru a evita acest inconvenient este necesar sa se asigure aducerea la pompa a unei cantitati de lichid suplimentare, care este tocmai lichidul auxiliar si care serveste, pe de o parte, la racirea inelului de lichid iar, pe de alta parte, completeaza cantitatile de lichid evacuate o data cu aerul sau gazul vehiculat.
Ca agent de lucru, pentru inelul de lichid se poate folosi, in afara de apa, orice lichid compatibil cu fluidul vehiculat. Astfel, in industria chimica, acolo unde exista recipiente care contin vapori de apa ce trebuie evacuati, se foloseste ca lichid auxiliar orice baza, acid sau solutii de saruri cu punct de fierbere inalt, obtinandu-se prin aceasta un vid inaintat.
Din punct de vedere functional, pompele de vid cu inel de lichid se clasifica in pompe de vid mediu si pompe de vid inaintat.
Din punct de vedere constructiv, acestea se clasifica in pompe cu un singur etaj si pompe cu mai multe etaje. Pompele cu mai multe etaje sunt pompe de vid inaintat. De asemenea, pompele cu mai multe etaje se utilizeaza cu rezultate bune drept compresoare, care pot realiza presiuni de pana la 7 bar.
Materiale. Tehnologii
La constructia pompelor de vid si a compresoarelor cu inel de lichid se utilizeaza materiale adecvate gazului sau lichidului vehiculat. Astfel, la constructiile normalizate (standard) care vehiculeaza aer sau apa se utilizeaza urmatoarele materiale: carcasele de aspiratie, de refulare, precum si cele intermediare - din fonta cenusie calitatea Fc200; discurile de distributie - din fonta cenusie Fc200; corpurile de lagar - din fonta cenusie Fc200; arborele - din OL 50; rotorul din bronz (CuSn10). La constructiile speciale, acolo unde natura gazului vehiculat impune restrictii asupra materialului, se utilizeaza: carcasele - din otel inoxidabil turnat; rotorul din bronz sau otel inoxidabil turnat (la pompele destinate vehicularii amoniacului ne este permisa utilizarea materialelor pe baza de aliaje de cupru, de aceea rotorul se confectioneaza din fonta nodulara); discurile de distributie - din otel inoxidabil turnat sau laminat.
La constructia standard, rotorul este liber pe arbore, astfel ca in functionare el se autocentreaza intre discurile de distributie, iar in cazul in care intervin totusi frecarile laterale intre rotor si disc, cuplul de materiale bronz - fonta este compatibil din punctul de vedere al rezistentei la uzura, astfel ca pompa continua sa functioneze fara incidente. La constructiile din otel inoxidabil, rotorul si discurile de distributie trebuie sa aiba duritati diferite, pentru a se evita pericolul de gripare. Pentru mai multa siguranta, in exploatare rotorul se fixeaza pe arbore astfel incat jocul lateral dintre rotor si discurile de distributie sa nu depaseasca 0,1 mm.
Lagarele acestor pompe sunt de regula lagare cu rostogolire.
Pentru a se putea obtine un randament volumic bun, pierderile prin interstitiile dintre rotor si discurile de distributie trebuie sa fie cat mai reduse. In acest scop suprafetele laterale ale rotorului si cele ale discurilor de distributie se rectifica plan pana se obtine o rugozitate de 0,8 μm.
Ca dimensiuni constructive se recomanda ca raportul dintre latimea si diametrul rotorului sa fie cuprins intre 0,6.1,2. Este indicata constructia conica a butucului rotorului, aceasta cu scopul de a imbunatati umplerea si golirea celulelor paletelor.
