Вакуумные насосы РМК-3 и РМК-4

Вакуумные насосы типа РМК-3 и РМК-4 – водокольцевые механизмы для откачки газов из замкнутых объёмов: сосудов и полостей. Они могут использоваться и как газодувные установки. Специализированные вакуумные агрегаты этой серии имеют литеру «Г» в обозначении: например ГРМК-4.

Общая характеристика

Вращательные агрегаты с жидкостным поршнем имеют преимущественное использование в тех случаях, когда требуется:

• удаление газообразных веществ с большим содержанием паров жидкости и пыли;
• сжатие газов с особыми свойствами.

Характеризуются минимумом деталей и отсутствием узлов с механическим трением: поршней, клапанов, скользящих лопаток и т. д. Конструкция их предельно проста. Обслуживание требуется самое минимальное, поскольку они практически не засоряются. Насосная часть совершенно не нуждается в смазке. Благодаря таким свойствам могут являться единственным решением при необходимости работы с газами:

• для которых недопустимо соприкосновение со смазочными материалами (химическая, пищевая, электронная промышленность);
• легковоспламеняющимися (с низкой температурой воспламенения или при малой искре);
• легкоразлагающихся (при температуре, которая достигается на стадии сжатия газа).

Несмотря на простоту конструктивного решения, жидкостные агрегаты вращательного типа, позволяют достигать хорошего уровня разрежения. Ротационные «мокрые» компрессоры РМК-3, РМК-4 и другие установки этой серии с одной камерой обеспечивают 92-98%, а с двумя – 99,9% откачки.

Диапазон производительности моделей с жидкостным поршнем, к которым относятся и РМК-3 и РМК-4, или ГРМК-4; охватывает три порядка величин: 0,25-460 м^³/мин. По этому показателю они делятся на вакуумные с производительностью:

• малой;
• средней;
• большой, к которым относятся агрегаты РМК-3 и РМК-4.

Малой производительности

Используются для:

• удаления газов из сосудов малой ёмкости;
• откачки воздуха из камер насосов других типов – пропеллерных, центробежных и т. п.;
• обезгаживания технологических полостей различных видов оборудования.

Производительность таких – 0,25-3 м³/мин. Это обычно устройства консольной конструкции: корпус и рабочее колесо – на свободном конце вала, сидящего другим концом на подшипниковой опоре.

Основные узлы малопроизводительных:

• Корпус;
• Колесо рабочее с лопастями;
• Бачок разделительный;
• Регулирующий вентиль;
• Трубопроводы (всасывающий и нагнетательный).

Принцип работы

• Колесо находится во внутренней полости корпуса. Эта полость перед работой обязательно должна быть заполнена рабочей жидкостью до определённого уровня. Она и является «жидким поршнем».
• Рабочее колесо при работе своими лопастями сообщает жидкости вращательное движение. Возникающая при этом центробежная сила прижимает жидкость к периферии камеры, образуя в приосевой области свободное пространство. За счёт эксцентричности осей корпуса и ротора эта зона разделяется лопатками на рабочие камеры неравного объёма. Так как давление в этом месте очень низкое, то через входной патрубок сюда всасывается внешний воздух. Камера, в которую он захватывается, по мере вращения ротора уменьшается в объёме, Постоянно повышающееся в ней давление достигает максимальной величины как раз у нагнетательного отверстия, куда сжатый воздух и выталкивается.
• Далее по нагнетательному трубопроводу он попадает в полузаполненный жидкостью разделительный бачок. Здесь нагретый при сжатии газ охлаждается, освобождается от захваченных паров и естественным образом всплывает и покидает агрегат через выхлопную трубу. Излишек воды в бачке непрерывно удаляется из бачка. Она либо вновь поступает в корпус, либо сливается через специальный патрубок.

При работе водокольцевых вакуумных насосов по его контуру вода должна циркулировать постоянно. Её функция двояка:

• обеспечение постоянства объёма жидкостного кольца в корпусе;
• обеспечение отвода тепловой энергии, выделяющейся при трении воды о стенки корпуса, о лопасти ротора, при повышении давления в газе.

Интенсивность циркуляции рабочей жидкости в контуре регулируется предназначенным для этого вентилем.

Средней производительности

Это агрегаты со скоростью перекачки 3-10 м³ в минуту. Обеспечивают вакуум до 90%, а избыточное давление выходное – до 1,3 кг/см².

Конструктивно состоят из корпуса из стали или чугуна с двумя крышками. Внутри него располагается эксцентрично установленный ротор. Принцип действия такой же, как и малопроизводительных.

Эти устройства монтируются на прочном бетонном фундаменте. Водоотделитель размером 50×50×66 см устанавливается на отдельном основании.

Большой производительности

К таким вакуумным установкам относятся «мокрые» насосы, способные прокачивать более 10 кубометров воздуха в минуту. Представителями этого класса относятся и агрегаты РМК-3 и РМК-4.

Устройствами такого типа можно достигать разрежения до 96%, а на выходе они, например газодувка ГРМК-4, выдают до 1,8 кг/см² избыточного давления.

Состоят из:

• чугунного корпуса, с обеих сторон закрытого лобовинами (крышками);
• эксцентрично установленного внутри цилиндра РМК-3 или РМК-4 рабочего колеса;
• электродвигателя;
• соединительной муфты;
• водоотделителя;
• трубопроводов и арматуры.

Рабочее колесо насажено на вал на шпонках. С двух сторон оно крепится втулками, навинченными на вал. Зазор между колесом и втулкой загерметизирован прокладкой, изолирующей приосевую часть корпуса от внешней среды.

Гидравлический затвор

Мягкие сальники из пропитанного порошковым графитом асбеста располагаются в крышках РМК-3 и РМК-4. За ними находятся камеры гидрозатвора с кольцевой конфигурацией. Вода, подаваемая в камеры из водопровода, поступает в цилиндр к ступице рабочего колеса. Центробежная сила от вращающегося ротора заставляет её растечься по торцовым плоскостям его и крышек, тем самым создавая дополнительную герметизацию зазоров между крышками и колесом. Эта вода заодно и охлаждает сальник, просачиваясь через него, и создаёт между ним и валом гидроуплотнение. Для нормальной работы гидравлического уплотнения через сальник должна наружу постоянно просачиваться вода в виде капель, или даже тонкой струи.

Особенности вакуумных насосов РМК-3 и РМК-4

Обе модели по конструкции отличаются только одним параметром – внутренними диаметрами цилиндров. У РМК-3 он составляет 325 мм, в то время как у РМК-4 равен 450 мм.

Так как они прогоняют 200 и более литров воздуха в секунду, то и разделительный бак у них большой – 650×650×950 мм. Нагнетательный трубопровод имеет внутренний диаметр 170 мм.

Величину производительности, и, соответственно, достигаемого уровня вакуума в некоторых (небольших) пределах можно регулировать. Это осуществляется посредством впускного крана, смонтированного на всасывающем патрубке. Цель достигается путём частичного впуска атмосферного воздуха в приосевую полость, снижая в ней уровень разрежённости и уменьшая интенсивность всасывания.