RU2005222C1

RU2005222C1 - Vacuum pump unit

Info

Publication number: RU2005222C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Бойцов
Original assignee: Владимир Иванович Бойцов
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1993-12-30

Abstract

Использование: в вакуумной технике, в частности в вакуумных насосных установках химической и пищевой промышленности. Сущность изобретени : установка имеет две форвакуумные ступени, выполненные в виде водоколыдевых насосов с приводом и третью высоковакуумную ступень, выполненную в виде турбины и рабочего колеса турбомо- лекул рного насоса, смонтированных на одном валу на газовых подшипниках, причем вход турбины сообщен с выхлопным патрубком первой ступени, а выход сообщен с радиатором и коллектором газовых подшипникоа 1 з ф-лы, 1 ил.Usage: in vacuum technology, in particular in vacuum pumping units of the chemical and food industries. SUMMARY OF THE INVENTION: the installation has two forevacuum stages made in the form of water-driven pumps with a drive and a third high vacuum stage made in the form of a turbine and an impeller of a turbomolecular pump mounted on one shaft with gas bearings, the turbine inlet being in communication with the exhaust pipe of the first steps, and the output is connected with a radiator and a manifold of gas bearings 1 s of f-ly, 1 silt.

Description

Изобретение относитс к вакуумной технике , преимущественно к вакуумной насосной установке, и может быть использовано а химической и пищевой промышленности.The invention relates to vacuum technology, mainly to a vacuum pumping unit, and can be used in the chemical and food industries.

Известна вакуумна насосна установка , содержаща водокольцевой насос, центробежный насос, струйный насос и камеру расширени 1.A known vacuum pump installation comprising a liquid ring pump, a centrifugal pump, a jet pump and an expansion chamber 1.

Недостатком известной установки вл етс низкий КПД.A disadvantage of the known installation is its low efficiency.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс насосна установка, содержаща привод, водокольцевой насос с рабочим колесом, всасывающим и нагнетательным патрубками и выполненный на входе всасывающего патрубка эжектор 2.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a pump installation comprising a drive, a liquid ring pump with an impeller, a suction and discharge nozzles, and an ejector 2 formed at the inlet of the suction nozzle.

Недостатками известной установки вл ютс низкий КПД и высока энергоемкость.The disadvantages of the known installation are low efficiency and high energy intensity.

Цель изобретени -повышение КПД путем увеличени разрежени и утилизации энергии.The purpose of the invention is to increase efficiency by increasing vacuum and energy recovery.

Поставленна цель согласно изобретению достигаетс тем, что в вакуумной насосной установке, содержащей по меньшей мере две форвакуумные ступени в виде во- докольцевых насосов с приводом, причем всасывающий патрубок первой ступени соединен с выходным патрубком второй ступени , и третью высоковакуумную ступень, выхлопной патрубок которой подсоединен к всасывающему патрубку второй ступени, а всасывающий - к реципиенту, на выходе первой ступени установлен радиатор, треть ступень выполнена в виде турбины и рабочего колеса турбомолекул рного насоса , смонтированных на одном валу на газовых подшипниках, причем вход турбины подсоединен к выхлопному патрубку первой ступени, а выход сообщен с радиатором и коллектором газовых подшипников, кроме того, реципиент может быть подсоединен к всасывающему патрубку второй ступени через регулируемый вентиль.The goal according to the invention is achieved in that in a vacuum pump installation containing at least two forevacuum stages in the form of ring pumps with a drive, the suction pipe of the first stage connected to the output pipe of the second stage, and a third high-vacuum stage, the exhaust pipe of which is connected to the suction pipe of the second stage, and the suction pipe to the recipient, a radiator is installed at the output of the first stage, the third stage is made in the form of a turbine and an impeller of turbomolecules p th pump mounted on the same shaft with gas bearings, the turbine inlet is connected to the exhaust pipe of the first stage and an output in communication with the gas cooler and the manifold bearing, in addition, the recipient can be connected to the suction side of the second stage through the steering valve.

Поставленна цель действительно достигаетс с помощью указанных признаков, так как газова турбина работает на сбросном газе, использование которого повыша-. ет КПД установки, наличие радиатора обеспечивает использование производимого как побочный продукт расширени газов холода дл снижени температуры рабочего агента водокольцевого насоса, что согласно характеристике насоса увеличивает разрежение приблизительно до 50 мм рт. ст. на градус.The stated goal is indeed achieved with the help of the indicated features, since the gas turbine operates on waste gas, the use of which is increased. It has the efficiency of the installation, the presence of a radiator makes it possible to use cold gas expansion as a by-product to lower the temperature of the working agent of the liquid ring pump, which, according to the characteristics of the pump, increases the vacuum to approximately 50 mmHg. Art. by a degree.

. На чертеже показана схема вакуумной насосной установки.. The drawing shows a diagram of a vacuum pump installation.

Вакуумна насосна установка содержит по меньшей мере две форвакуумныеThe vacuum pump installation contains at least two forevacuum

ступени в виде водокольцевых насосов 1, 2 с приводом 3, причем всасывающий патрубок 4 первой ступени соединен с выхлопным патрубком 5 второй ступени, и третьюstages in the form of liquid ring pumps 1, 2 with drive 3, and the suction pipe 4 of the first stage is connected to the exhaust pipe 5 of the second stage, and the third

высоковакуумную ступень 6, выхлопной патрубок 7 которой подсоединен к всасывающему патрубку 8 второй ступени, а всасывающий 9 - к реципиенту 10. На выходе первой ступени установлен радиатор 11,high-vacuum stage 6, the exhaust pipe 7 of which is connected to the suction pipe 8 of the second stage, and the suction pipe 9 to the recipient 10. At the output of the first stage, a radiator 11,

треть ступень выполнена в виде турбины 12 и рабочего колеса 13 турбомолекул рного насоса, смонтированных на одном валу 14 на газовых подшипниках 15, причем вход 16 турбины подсоединен к выхлопному пат5 рубку 17 первой ступени, а выход 18 сообчщен с радиатором 11 и коллектором газовыхthe third stage is made in the form of a turbine 12 and an impeller 13 of a turbomolecular pump mounted on one shaft 14 with gas bearings 15, the turbine inlet 16 being connected to the exhaust duct5 of the first stage 17, and the outlet 18 being connected to the radiator 11 and the gas manifold

подшипников 15, кроме того, реципиент 10bearings 15, in addition, the recipient 10

может быть подсоединен к всасывающемуcan be connected to the suction

патрубку 8 второй ступени через ре гули руе0 мый вентиль 19.the nozzle 8 of the second stage through the adjustable valve 19.

Вакуумна насосна установка работает следующим образом. При запуске привода 3 одновременно начинают работать водокольцевые насосы 1, 2, при этом наThe vacuum pumping unit operates as follows. When you start the drive 3 at the same time begin to work ring pumps 1, 2, while

5 всасывающем патрубке 8 второй ступени создаетс разрежение пор дка 15-20 мм рт. ст., а на выхлопном патрубке 17 первой ступени , создаетс избыточное давление пор дка 3 бар. Обе ступени работают с .КПД,5 a suction nozzle 8 of the second stage creates a vacuum of the order of 15-20 mm Hg. Art., and an overpressure of the order of 3 bar is created at the exhaust pipe 17 of the first stage. Both steps work with .KPD,

0 несколько превышающим 50%. Суммарный КПД приближаетс к 30%. Дл увеличени КПД и достижени более глубокого разрежени согласно изобретению между реципиентом 10. и всасывающим патрубком 80 slightly exceeding 50%. The total efficiency is approaching 30%. In order to increase the efficiency and achieve a deeper vacuum according to the invention between the recipient 10. and the suction pipe 8

5 второй ступени установлен турбонасосный модуль, состо щий из газовой турбины 12 и рабочего колеса 13 турбомолекул рного насоса , смонтированных на одном валу 14 на газовых подшипниках 15. Сжатый газ (обыч0 но воздух) с доставлением около 4 бар (3 бар избыточных) поступает из в.ыхлопного патрубка 17 первой ступени в турбину 12. Про-, исходит расширение газа, скорость его ; увеличиваетс до сверхзвуковой, турбинаIn the second stage, a turbopump module is installed, consisting of a gas turbine 12 and an impeller 13 of a turbomolecular pump mounted on one shaft 14 with gas bearings 15. Compressed gas (usually air) with a delivery of about 4 bar (3 bar redundant) comes from v. exhaust pipe 17 of the first stage to the turbine 12. Pro-, gas expansion proceeds, its speed; increases to supersonic turbine

5 12 и рабочее колесо 13 раскручиваютс до высоких окружных скоростей, а выход щий газ охлаждаетс . Благодар описанным эффектам разрежение в реципиенте может достигнуть Г- мм рт. ст., а5-12 and the impeller 13 are untwisted to high peripheral speeds, and the exhaust gas is cooled. Due to the described effects, rarefaction in the recipient can reach Г-mm RT. Art., and

0 температура снизитс до 5-7°С. Это позволит существенно увеличить КПД вакуумной системы (от 3-10 до 35-40%) за счет дополнительного использовани динамической энергии выхлопаи холодопроизводительно5 сти турбины, работающих в качестве турбо- детандера.0 the temperature drops to 5-7 ° C. This will significantly increase the efficiency of the vacuum system (from 3-10 to 35-40%) due to the additional use of dynamic energy of the exhaust and cooling capacity of the turbine operating as a turbo expander.

(56) 1. За вка Франции Мг 2500086, кл.Т 04 F5/54, опублик. 1982.(56) 1. French application Mg 2500086, class T 04 F5 / 54, published. 1982.

2. Авторское свидетельство СССР № 1332085, кл. F 04 F 5/54. Ш52. USSR Copyright Certificate No. 1332085, cl. F 04 F 5/54. W5

Claims

1. VACUUM PUMP INSTALLATION, comprising at least two for-vacuum stages, made in the form of water-driven pumps with a drive, and a third high-vacuum stage, while the suction pipe of the first stage is connected to the exhaust pipe of the second stage, the exhaust pipe of the third stage is connected to the suction pipe the second stage, and the suction one with the recipient, characterized in that, in order to increase the efficiency by increasing

0

5

rarefaction and energy recovery, the installation is equipped with a radiator, the third stage is made in the form of a turbine and an impeller of a turbomolecular pump mounted on one shaft on gas bearings, the turbine inlet communicating with the exhaust pipe of the first stage, and the output communicated respectively with the radiator and gas bearing manifold .

2, Installation according to claim 1, characterized in that the recipient is in communication with the suction pipe of the second stage through an adjustable valve,

6. . &