Для создания вакуума в крупных насосах на насосных станциях широко применяют вакуум-насосы. Применяемые в практике вакуум-насосы делятся на две основные группы: поршневые и водокольцевые. В настоящее время на насосных станциях применяют водокольцевые вакуум-насосы — наиболее простые и компактные.
На рисунке 113 приведена схема, поясняющая принцип работы водокольцевого вакуум-насоса. Если звездообразное рабочее колесо посадить на вал, расположенный коннентрично относительно цилиндрического корпуса, и корпус частично заполнить водой (рис. 113, а), то при вращении колеса благодаря действию центробежной силы вода прижмется к стенкам корпуса, а внутри цилиндра образуется воздушное кольцо, равномерно расположенное относительно втулки рабочего колеса. При этом объемы воздуха, находящиеся между лопатками, будут одинаковы (рис. 113.6); поэтому раз режение воздуха образовываться не будет.
Рис. 113. Схема работы вакуум-насоса
Совершенно иная картина будет наблюдаться, если рабочее колесо посадить на вал, расположенный эксцентрично по отношению к корпусу насоса (рис. 113,в). При вращении рабочего колеса водяное кольцо будет в верхней части касаться втулки и постепенно отставать от нее в направлении к нижней части. При этом объемы воздуха между лопатками будут постепенно увеличиваться от 1 до 3 и уменьшаться от 4 до 6. При увеличении объемов воздушных камер в них будет образовываться вакуум, который позволит воздуху поступать через всасывающее отверстие внутрь вакуум-насоса. При уменьшении объемов воздушных камер воздух будет сжиматься и нагнетаться в нагнетательное отверстие. Общее конструктивное устройство вакуум-насоса изображено на рисунке 114.
Максимальное разрежение, создаваемое водокольцевыми вакуум-насосами, достигает 9-9,5 метра водяного столба. Оптимальная производительность вакуум-насоса наблюдается при вакууме от 4 до 7 метров водяного столба.
Рис. 114. Конструктивная схема вакуум-насоса
Рис. 115. Схема залива насоса при помощи вакуум-насоса.
насоса наблюдается при вакууме от 4 до 7 метров водяного столба.
Расчетная величина разрежения, создаваемая вакуум-насосом, должна быть равна допустимой вакуумметрической высоте всасывания центробежного насоса.
Производительность вакуум-насоса при его подборе определяется временем, потребным для создания расчетного разрежения. Обычно это время принимается равным 3-5 минутам.
На насосной станции устанавливают не менее двух вакуум-насосов (один — рабочий, другой — запасной). Наша промышленность выпускает два типа водокольцевых вакуум-насосов: РИК и КВН. Вакуум-насосы типа КВН выпускаются в двух исполнениях: с муфтой для непосредственного соединения с электродвигателем и со шкивом для ременной передачи.
Схема установки для залива при помощи вакуум-насоса изображена на рисунке 115. Согласно схеме отсасывающая труба вакуум-насоса подсоединяется к верхней точке заливаемого насоса, а напорная — к бачку или непосредственно к канализации.
Перед пуском вакуум-насос заливают водой. При работе насоса необходимо, чтобы через него непрерывно циркулировала вода для поддержания постоянного объема водяного кольца и для отвода тепла. Для этой цели к отсасывающей линии подводится вода от специального бачка или водопровода. Температура воды, циркулирующей в вакуум-насосе, не должна превышать 40-50°. Нагрев регулируется изменением количества циркулирующей волы.
Вакуум-насосы можно применять только для работы на чистой воде. Их выключают тогда, когда вакуумметр, установленный на отсасывающей трубе, покажет требуемое разрежение. При этом условии включается центробежный насос.