Ротационный пластинчатый вакуумный насос

1. Назначение ротационного пластинчатого вакуум-насоса РВН – 30.Техническая характеристика

 

Ротационные пластинчатые вакуум-насосы типа РВН предназначены для отсасывания  воздуха и неагрессивных газов  из закрытых резервуаров и аппаратов  с целью создания в них разрежения до 98% от атмосферного давления.

Отсасываемый газ не должен содержать частиц жидкости, а также пыли и твердых примесей, загрязняющих смазку и вызывающих быстрый износ основных трущихся деталей вакуум-насоса. Поэтому для очистки газа перед вакуум- насосом должны устанавливаться фильтры.

Вакуум-насосы типа РВН предназначены  для работы в закрытых помещениях с температурой в них не ниже +15°С.

 

Техническая характеристика

 

Рабочий вакуум, %       60 – 90

Максимально достигаемый  вакуум при

закрытом всасывающим  патрубке %     98

Номинальная производительность,

приведенная к условиям всасывания, м3/час   1500

Температура нагнетания при  вакууме 60 – 90 %, С  150 –180

Число оборотов, об/мин       585

Расход охлаждающей воды, л/час      850

Расход масла, г/час         250

Мощность электродвигателя, кВт     55

Вес, кг          2600

 

 

 

 

2. Устройство и принцип работы ротационного пластинчатого вакуум-насоса РВН – 30

 

Вакуум-насос смонтирован на фундаментной плите и соединен с электродвигателем посредством упругой муфты (рис. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Общий вид ротационного пластинчатого вакуум-насоса РВН – 30

 

Смазка вакуум-насоса осуществляется маслонасосом, который приводится в движение от вала вакуум-насоса клиноременной передачей. Маслонасос допускает ручную подкачку масла без отключения привода. Подача смазки контролируется в указателях хода масла, установленных на вакуум-насосе в местах подвода смазки.

Вода, охлаждающая корпус вакуум-насоса, подводится по трубопроводу, снабженному вентилем для регулирования  количества.

На нагнетательном патрубке вакуум-насоса установлен самодействующий обратный клапан, отключающий вакуум-насос от нагнетательной линии при его остановке.

Контроль давления на всасывающем и нагнетательном патрубках вакуум-насоса осуществляется пружинными вакуумметром и манометром. Контроль температуры газа во всасывающем и нагнетательном патрубках осуществляется ртутными термометрами.

 

В цилиндре 1 (рис. 2) эксцентрично расположен вращающийся в роликоподшипниках вал 2 с чугунным ротором 3. Ротор имеет продольные пазы, в которых свободно движутся стальные пластины 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема работы вакуум-насоса

При вращении ротора пластины под действием центробежной силы выдвигаются из пазов к внутренней поверхности цилиндра, разделяя таким образом газовое пространство вакуум-насоса на отдельные камеры, объём которых изменяется в зависимости от угла поворота ротора. При увеличении объёмов камер, газ поступает в них из всасывающего патрубка, при сокращении – газ сжимается, а затем вытесняется в нагнетательный патрубок.

Выход пластин из пазов  ротора ограничивается двумя кольцами 5 (рис. 3), вставленными в цилиндр.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3. Ротационный пластинчатый вакуум-насос РВН – 30

 

Кольца свободно вращаются, увлекаемые силой трения движущихся пластин, благодаря чему сила трения пластин о поверхность цилиндра и износ их уменьшаются.

Цилиндр с торцов закрыт крышками 7. Цилиндр и крышки имеют сообщающиеся между собой рубашки, через которые проходит вода, охлаждающая корпус насоса.

Для удобства сборки в вакуум-насосе применены разборные роликоподшипники 8. Наружные кольца роликоподшипников с роликами закреплены в крышках цилиндра, а внутренние кольца—на валу насоса. Совместно с внутренними кольцами на валу также закреплены упорные кольца 9, которые, упираясь в ролики подшипника, ограничивают осевое перемещение ротора в корпусе насоса, не допуская трения торцевой поверхности ротора о крышки цилиндра.

Перетоку газа в зазоре между торцевой поверхностью ротора и крышкой препятствует уплотняющее кольцо 11, помещенное в роторе и прижимающееся к крышке пружинами. В место трения кольца о крышку подводится смазка.

Уплотнение вала при выходе его из корпуса насоса осуществлено следующим образом: на валу 2 свободно сидит диск сальника, который вращается вместе с валом, увлекаемый поводком. Посредством пружины диск сальника прижимается к корпусу 19, притертые поверхности которых и подводимая к ним смазка препятствуют подсосу воздуха в вакуум-насос. Перетеканию газа через зазор между диском сальника и валом препятствует манжета 13 из эластичного материала, плотно обхватывающая вал.

Для предотвращения просачивания масла из корпуса сальника 19 по валу, предусмотрено лабиринтное уплотнение.

В нижней части цилиндра и его крышек имеется ряд отверстий, через которые сжатый газ из вредного пространства по кольцевым каналам  в упорных кольцах 6 перепускается  в камеру между пластинами, где  происходит начальное сжатие газа.

3. Основные неисправности в работе ротационного пластинчатого вакуум-насоса РВН – 30, их устранение

 

Неисправность насоса	Вероятная причина	Способ устранения
Насос не обеспечивает  предельное остаточное   давление	Негерметично уплотнение входа насоса   Масло загрязнено   Засорились каналы подвода масла. Нарушена герметичность  сальника   Износ манжет     Наличие воды в масле                 Нарушена герметичность насоса	Отсоединить входную магистраль. Заменить уплотнительное кольцо. Промыть насос и залить чистое масло Очистить их от грязи   Проверить манжеты, при необходимости заменить новыми Проверить манжеты, при необходимости заменить новыми Запустить насос с максимально  открытым вентилем газобалластным до обезвоживания масла. При этом затвор на входе должен быть закрыт. Проверить  масло на отсутствие воды или заменить масло Проверить затяжку, всех соединений

 

Насос не обеспечивает  предельное  остаточное  давление  с одновременным  вспениванием масла.	Износился выхлопной клапан	Заменить дефектные клапаны  на новые
При останове насоса резко повышается давление на входе	Износился клапан	Разобрать насос. Заменить клапан. Собрать насос
Появление повышенного шума и вибрации	Износился вкладыш	Разобрать насос. Заменить вкладыш. Собрать насос
Течь масла  по приводному валу.	Износилась манжета Выработка вала	Заменить манжету новой Зачистить
Заклинивание роторного механизма.	Попадание посторонних тел или осколков разрушившихся деталей	Разобрать насос. Удалить  посторонние тела. Поврежденные детали зачистить или заменить новыми. Промыть  все детали нефрасом и просушить

 

 

 

4. Ремонт ротационного пластинчатого вакуум-насоса РВН – 30

 

Восстановление и замену изношенных деталей необходимо производить своевременно, так как продолжительная работа вакуум-насоса с изношенными деталями может привести к усложнению и удорожанию ремонта.

В пластине подвержены износу, главным образом рабочие кромки. В процессе износа на кромках образуются заусенцы, способствующие образованию в дальнейшем глубоких царапин и задиров на рабочих поверхностях вращающихся колец, цилиндра и крышек,

Восстановление пластины заключается в удалении заусенцев. закруглении острых углов и, если пластина касается поверхности цилиндра – понижению кромки так чтобы в пластине, установленной на вращающиеся кольца в нижней точке цилиндра по вертикальной оси, между кромкой и цилиндром образовался зазор примерно до 0,08 мм (при работе пластина не должна изнашивать поверхности цилиндра).

На рабочих кромках, приработавшихся  к вращающимся кольцам, не рекомендуется производить каких-либо исправлений, кроме снятия заусенцев.

Пластины, изношенные на 8% от первоначальной их высоты, к дальнейшей работе не пригодны.

Вращающееся кольцо изнашивается, главным образом, по внутренней и  наружной цилиндрической поверхности.

По мере износа кольца толщина  его уменьшается, а зазоры между кольцом и цилиндром увеличиваются, вследствие чего возрастают внутренние потери и производительность вакуум-насоса несколько снижается. Кроме этого, вследствие попадания в смазку в процессе износа трущихся деталей частиц металла, на рабочих поверхностях вращающихся колец и цилиндра возможно образование довольно глубоких царапин, а при нарушении очистки газа и масла и несвоевременного проведения профилактического ремонта могут образоваться

 

даже задиры.

Восстановление вращающегося кольца заключается в тщательной

зачистке рабочих поверхностей и снятии фасок на торцовых поверхностях кольца и в смазочных отверстиях.

После восстановления кольцо проверяется на овальность. Обнаруженная овальность устраняется плавным  сжатием кольца в радиальном направлении.

При своевременной подгонке пластин по цилиндру, как это указано  выше, и при хорошем состоянии  рабочих поверхностей вращающихся  колец, срок службы последних ограничивается лишь допускаемым условием эксплуатации снижением производительности вакуум-насоса, вызванным чрезмерным увеличением  зазоров между кольцами и цилиндром.

При замене изношенных колец  новыми необходимо проверить величину зазора между рабочей кромкой пластины, установленной на вращающиеся кольца в нижней точке по вертикальной оси, и цилиндром. Нужная величина зазора достигается подгонкой пластины.

При изготовлении новых колец  размеры их определяются по действительным размерам цилиндра (после зачистки его рабочих поверхностей). Замеры цилиндра производятся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, по вертикальной и горизонтальной осям, с точностью до 0,01 мм. Необходимо размеры каждого вращающегося кольца определять по размерам соответствующего ему места в цилиндре.

При изготовлении новых колец  необходимо обеспечить концентричность  их цилиндрических поверхностей. Разностенность кольца по толщине не должна превышать половины допуска внутреннего диаметра кольца. Это требование может быть выдержано применением специального приспособления, позволяющего производить окончательную обработку цилиндрических и торцевых поверхностей вращающегося кольца без его переустановки.

Разность внутренних диаметров  вращающихся колец, устанавливаемых  в один цилиндр, не должна превышать  половины их допуска.

Запасные вращающиеся  кольца, во избежание образования эллиптичности, должны храниться на специальном стеллаже, положенными на

кольцевую поверхность.

В цилиндре износу подвержены места под вращающимися кольцами и рабочая поверхность цилиндра. Места износа расположены в области между концом всасывающего и началом нагнетательного окон (в области сжатия).

Восстановление цилиндра заключается в тщательной зачистке рабочих поверхностей, снятии фасок на торцах упорных колец и цилиндра, по контуру всасывающего и нагнетательного окон, а также в отверстиях перепускного канала.

Если появится необходимость  в расточке цилиндра, то её рекомендуется  производить на карусельном станке, при этом, с целью сохранения концентричности, расточке должны подвергаться все поверхности цилиндра.

Упорные кольца вставляются  в цилиндр и растачиваются заодно с рабочей поверхностью цилиндра. Конусность цилиндра не должна превышать половины допуска основного отверстия диаметра 2-го класса точности. В этих же пределах должны находиться отклонения заточек под вращающиеся кольца на овальность и разностенность в радиальном направлении.

Для сохранения радиального  зазора г между ротором и цилиндром, производят перештифтовку крышек с цилиндром.

Установку штифтов производят следующим образом: ротор без  пластин вводят в цилиндр и укладывают на подкладки толщиной, равной сумме зазоров и радиального зазора в роликоподшипнике. Вертикальные оси цилиндра и ротора должны совпадать. Это достигается установкой между ротором и цилиндром четырех цилиндрических фиксаторов равного диаметра, на одинаковой высоте с каждой стороны. При этом торцевые поверхности ротора и цилиндра должны быть параллельны. Затем на цилиндр надевают обе крышки с прокладками и закрепляют их гайками.

В крышках совместно с  цилиндром производят сверление и развертку отверстий для призонных штифтов. Каждый штифт притирается по месту и соответственно маркируется. После этого цилиндр разбирают, удаляют подкладки и фиксаторы. Дальнейшую сборку производят в обычном порядке.

В роликоподшипниках, допускаемых  к дальнейшей эксплуатации, рабочие поверхности колец и роликов должны быть чистыми, не иметь глубоких царапин и следов выкрашивай и я металла в виде мелких точек или отслаивания.

Величина радиального зазора в роликоподшипниках должна находиться в пределах, исключающих возможность касания ротора во время работы о цилиндр в нижней точке Подшипник, не отвечающие указанным требованиям заменяют новыми. Новые роликоподшипники должны подбираться с равными радиальными зазорами.

Для замены роликоподшипника наружное его кольцо с роликами выпрессовывают из крышки. Внутреннее кольцо снимают с вала при помощи съёмного приспособления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Сборка и испытание после ремонта

 

Прежде чем приступить к сборке вакуум-насоса, необходимо зачистить обнаруженные на рабочих поверхностях цилиндра, крышек, ротора, вращающихся и упорных колец и пластин заусенцы, царапины и другие дефекты. Поврежденные рабочие поверхности сальника и уплотняющих колец должны быть восстановлены притиркой.

Детали, поступающие на сборку, тщательно очищаются от смазки и  нагара, промываются керосином, вытираются насухо и перед сборкой смазываются  чистым компрессорным маслом.

Нагар, образовавшийся на деталях  в процессе работы, необходимо удалить  механическим или химическим способом.

После промывки детали просушиваются  и для предохранения от коррозии смазываются маслом.

Удаление накипи и осадков из водяных рубашек цилиндра и крышек производится 10 – 15 процентным раствором каустической соды, который заливают в рубашки нагретым до температуры 60°– 70°С.

После растворения накипи рубашки промываются несколько раз холодной и горячей водой до полного удаления каустического раствора.

Особое внимание должно быть обращено на чистоту воздушных и  масляных каналов цилиндра и крышек, на чистоту пазов ротора, деталей  уплотнения, роликоподшипников.

При замене прокладок правильность их формы должна проверяться по обеим деталям, между которыми она зажимается; при этом особо обратить внимание, чтобы прокладка не перекрывала каналов, проходящих в плоскости разъёма.

Сборка вакуум-насоса ведется  в следующем порядке:

а) в цилиндр вставить вращающиеся кольца, проверить зазор.

 

Равномерно, легкими ударами, без перекосов, запрессовать упорные кольца до упора. Проверить зазор.

На шпильки цилиндра надеть прокладки, проверить сов падение  отверстий с воздушными и водяными каналами;

б) в пазы ротора вставить пластины. Каждая пластина (не смазанная) под действием собственного веса должна свободно выпадать из своего паза, наклоненного под углом 45° к горизонтальной оси.

После проверки, пластины, вставленные  в пазы ротора, перевязать мягкой проволокой. Завести ротор в цилиндр до половины его длины, снять проволоку, затолкнуть ротор полностью в цилиндр. Пластины обильно смазать маслом.

В заточки ротора вставить уплотняющие кольца, обильно смазав их маслом. При нажатии уплотняющие кольца должны входить в заточки вровень с плоскостью ротора и выходить из них под действием пружин;

в) одеть на вал ротора крышки цилиндра совместно с наружными кольцами роликоподшипников.

Притянуть каждую крышку четырьмя гайками (по горизонтальной и вертикальной оси) с усилием, допускающим перемещение крышки в плоскости соединения с цилиндром.

При сборке крышек с цилиндром  нельзя допускать перекосов в  роликоподшипниках. Для этого: необходимо соблюдать следующий порядок дальнейшей сборки: крышки поочередно приподнять (рычагом или домкратом) до полного совмещения отверстий под призонные штифты, легкими ударами молотка посадить штифты до упора, равномерно закрепить крышки цилиндра гайками. 

Не допускается производить посадку призонных штифтов, при действии на них веса крышек и ротора.

После закрепления крышек, рoтoр вакуум-насоса должен легко проворачиваться от руки с одинаковым усилием. Неравномерное усилие проворачивания указывает на  наличие перекоса, который устраняют более

 

тщательной сборкой.

Испытание и подготовка вакуум- насоса к пуску, заключающаяся в следующем:

а) в камеры роликоподшипников заливается масло по 200 – 300 граммов в каждую.

Заливка масла в камеру производится через специальные отверстия в корпусе и крышке плотно закрываемых пробками.

б) вращением рукоятки маслонасоса маслопроводы наполняются маслом и приблизительно такое же количество масла (па числу оборотов рукоятки) закачивается в вакуум-насос. Заполнение маслопроводов и поступление масла в каждое место смазки наблюдается по указателям хода масла;

в) вакуум-насос с электродвигателем проворачиваются за муфту вручную, чтобы убедиться в отсутствии защемлений подвижных деталей вакуум-насоса. При вращении должен слышаться стук пластин, последовательно выпадающих из пазов ротора;

г) кратковременным включением электродвигателя на 3 – 4 оборота, проверяется соответствие направления вращения вакуум-насоса, указанному на его корпусе стрелкой.

д) убедиться в том, что нагнетательная линия не перекрыта задвижкой;

е) закрыть задвижку на всасывающей линии;

ж) убедиться в том, что  в маслонасосе имеется достаточное количество масла;

з) вращением рукоятки маслонасоса закачать в вакуум-насос масло и проверить его поступление в каждое место смазки по указателям хода масла.

Если через какой-либо указатель масло не поступает, вращать  масло- насос вручную до появления  масла в этом указателе;

и) открыть вентиль, подводящий воду для охлаждения корпуса вакуум-насоса;

к) после заполнения водяной рубашки корпуса водой и появления ее в сливной трубе включить электродвигатель;

 

л) проверить по указателям поступление масла в места смазки;

м) постепенно открывать задвижку на всасывающей линии до установления необходимого разрежения, наблюдая по вакуумметру за тем, чтобы разрежение, во избежание перегрузки электродвигателя, не падало ниже 450 мм ртутного столба;

н) проверить потребляемую электродвигателем мощность. Значительно увеличенный против нормального расход мощности указывает на неисправность в вакуум- насосе, и последний должен быть остановлен для выявления причины.

 

 

 

6. Охрана труда и окружающей среды при ремонте и эксплуатации оборудования

 

По способу защиты человека от поражения электрическим током  насос относится к электрооборудованию 1 класса по ГОСТ 12.2.007.0-75.

Сопротивление изоляции обмоток  электродвигателя насоса должно быть не менее 0,5 МОм.

Превышение температуры  корпуса насоса, работающего на предельном остаточном давлении, над температурой окружающей среды может достигать  плюс 30°С, масла - плюс 60°С.

Для предотвращения возможных  ожогов слив и замену масла производить  после останова и остывания насоса.

При монтаже и эксплуатации насоса необходимо выполнять требования безопасности при работе с маслами  в соответствии с требованиями ТУ 38.401-58-3-90 и соблюдать ПОТ РМ 016-2001 РД 153-34.0-03.150-00 «Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок», «Правила устройства электроустановок» и «Правила эксплуатации электроустановок потребителей».

Уровни звукового давления в октавных полосах частот, создаваемые  насосами на расстоянии 1 м от их контура, не должны превышать значений, установленных  ГОСТ 12.1.003-83

При монтаже насоса необходимо предусмотреть воздушное пространство не менее 100 мм от решетки вентилятора двигателя и окон забора воздуха, расположенных в крышке, до ближайшего предмета, а также безопасный и удобный доступ к местам обслуживания насосов.

Насос должен быть заземлен с помощью болта заземления в соответствии с «Правилами устройства электроустановок»

Разбирать насос разрешается  только после остановки двигателя.

 

 

 

 

Ученые подсчитали, что  за 20 последних лет XX века человечество израсходовало в 1,2 раза больше природных ресурсов, чем за весь предшествующий период, что грозит исчерпанием легкодоступных и дешевых месторождений. Беларусь, например, за последние 50 лет использовала 85 % своих запасов нефти. Следует отметить ограниченность общемировых запасов природных ресурсов: при таких темпах экономического развития угля хватит примерно на 150 лет, природного газа – на 75 лет, нефти

– на 50 лет (по данным Организации Объединенных Наций). То, что природой создавалось на протяжении миллионов лет, расходуется в течение нескольких десятилетий. Черпая из этих источников, мы подходим к пониманию их опустошения в будущем.

Неизбежные потери при  преобразовании одних видов энергии  в другие

приводят к тепловым выбросам в окружающую среду. Тепловое загрязнение  окружающей среды приводит к чрезмерному  повышению температуры воздуха, почвы, воды. В Беларуси ведутся работы по предупреждению и снижению теплового загрязнения путем хозяйственного использования избытка тепловой энергии (для теплиц, парников, садкового выращивания теплолюбивых видов рыб и т. п.).