Отечественные винтовые насосы для промышленных ЭВВ
 Плясов В.В. Главный конструктор проекта ОАО «Ливгидромаш» |
Журнал "ГОРНЫЙ ЖУРНАЛ " №8/2005 |
Одновинтовые насосы имеют давнюю историю. Еще примерно за 250 лет до нашей эры Архимедизобрел водоподъемную машину, вошедшую в историю как Архимедов винт и явившуюся прообразом корабельных и воздушных винтов. Только спустя два тысячелетия идея Архимедова винта была преобразована в объемный насос. Это удалось выполнить французскому ученому Р.Муано. Предложенный 75 лет назад Муано новый принцип гидравлической машины, названный «капсулизмом» позволил исключить клапанные и золотниковые распределители.
Первый патент имеет приоритет 1930 г.и защищает устройство, которое может быть использованокак насос, мотор, компрессор или механизм.
По принципу действия иконструкции одновинтовые насосы относятся к роторно-вращательным винтовым насосам.
Основные элементы насоса:
- статор – неподвижный (как правило) рабочий орган, имеющий по концам приемную (всасывающую) и нагнетательную (напорную) камеры (полости);
- ротор – вращающийся вокруг неподвижной оси рабочий орган, связанный с приводным валом гидромашины;
- замыкатель – рабочий орган герметично соприкасающийсясо статором и ротором и разделяющий приемную и нагнетательную камеры.
В одновинтовом насосе замыкатель остановлен и совмещен со статором, ось ротора совершает движение по орбитальной траектории, подвижным элементом является ротор. В технической литературе также насосычасто называют героторными.
Для одновинтовых насосов характерно отсутствие клапанов,равномерность подачи, большая всасывающая способностьи высокий КПД. Одновинтовые насосы являются практически единственным типом роторных насосов, обеспечивающих большую долговечность при перекачивании жидкости содержащей механические примеси и не обладающих смазывающими способностями. Только поршневые насосы значительно более сложные по конструкции, более дорогие в изготовлении и более металлоемкие выдерживают сравнение с одновинтовыми по универсальности применения, однако они требуютспециальных конструктивных решений для перекачивания жидкостей высокой вязкости, т.е. специальную конструкцию всасывающего тракта и клапанов. Повышение вязкости при значении числа Рейнольдса Re<2300 влечет за собой пропорциональное повышение потерь натрение жидкости. Это приводит к тому, чтов динамических насосах резко снижается напор и растет потребляемая мощность. Поэтому кинематическую вязкость жидкости,перекачиваемой этими насосами,ограничиваютвеличиной примерно в 1 Ст.
В отличие от этих типов насосоводновинтовой насос способен перекачивать жидкости с вязкостью от 1 до 1000000 ПЗ, давлениемдо 30 МПа при числах оборотов от 1 до 1500 об/мин.Эти данные показывают, что винтовой насос может выполнить большую часть задач.
Такие известные фирмы, как «Роббинс майерс» (США), «PSM» (Франция),«Mono Pumps» (Великобритания), «Нетч», «Борнеманн» (Германия) выпускают одновинтовые насосы сшироким диапазоном подач и напоров. Впромышленных каталогах, вышеперечисленных фирм, указано до 300 видов жидкостей, эмульсий и паст, в том числе и взрывчатых веществ (ВВ), которые эффективно перекачиваются одновинтовыми насосами. ОАО "Ливгидромаш"проектированием и изготовлением одновинтовых насосов занимается сначала 60-х годовдля различных отраслей народного хозяйства, свидетельством тому является разработанный специалистами нашего предприятия ГОСТ 18863-89 «Насосы одновинтовые. Основные параметры».
Следует отметить, чтоодной наиболее удачной разработкой, относящейся к конференции, является создание одновинтового насоса Н1В 120/25, по заказу ОАО «ЛебГОК», для закачки взрывчатого вещества типа «Тован» в шурфы горных пород.
Перекачиваемое взрывчатое вещество (ВВ) эмульсия «Тован»являетсявзрывчатым, трудногорючим и малотоксичным веществом относящимся к классу 1,подкласс 1.5, группе совместимости и классификации 1.5D в соответствии с ГОСТ 19433-88, имеет низкую чувствительность к механическим воздействиям,чувствительность к удару по ГОСТ 4545-88,токсична. Температура перекачиваемого ВВ 30…40°С,плотность 1,39…1,41 г/см2, вязкость 500 000 ПЗ, рабочая температура окружающей среды -40°…+55°С. Рабочее давление насоса 1,6 МПа, максимальное до 2,5 МПа, производительность насоса не менее 220 кг/мин при частоте вращения 200 об/мин.
Характеристики насоса на воде при частотах вращения n = 150 об/мин и 200 об/мин приведены соответственно на рис.1 и 2
В настоящее времянасос прошел промышленные испытания и выпускается по ТУ 3632-134-05747979-2005 г. Предполагаемая наработка вышеназванного насоса 3,5…4 тыс. тонн ЭВВ «Тован».
Кроме того, в настоящее время, ведется разработка двух типоразмеров одновинтовых насосов по заданию ОАО «Гормаш», на смесительно зарядную машину ЭЗСМ-12 на производительность 0,139…0,25 м3/ч на частоте вращения 110…320 об/мин дляперекачивания газогенерирующей добавки (ГГД), производительностью 10…18 м3/чна частоте вращения 130…230 об/мин для перекачивания эмулькома. Рабочее давление вышеназванных насосов 0,6 МПа.