Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Однако погружения в Балаклавской бухте прошли не зря, ведь для экспедиций по подводным работам был добыт богатейший опыт в области подводных изысканий, который позволил ей затем обнаружить и поднять более сотни затонувших судов. С помощью гидростата Даниленко были проведены многие подводные работы на глубине до 150 м. На Белом море, именно благодаря ему, была найдена канонерская лодка с романтическим именем «Русалка», которая затонула в 1893 г. в водах Финского залива.

Гидроэлеватор (происходит от слов «гидро» и «элеватор») – этим термином обозначают насосы струйного типа, которые предназначены для подъема и перемещения жидкости или гидросмеси по трубопроводам. Принцип действия гидроэлеваторов заключается в использовании энергии струи воды, которая подводится к самой насадке под соответствующим напором. При этом струя воды проходит с высокой скоростью сквозь проточную часть гидроэлеватора и, соответственно, создает при ее вылете из насадки необходимый перепад уровня давления, что приводит к поступлению в смесительную камеру гидроэлеватора материала, который и нужно транспортировать. А уже из самой смесительной камеры образующаяся гидросмесь увлекается в диффузор с помощью струи рабочей жидкости. Внутри диффузора происходит снижение скорости движения гидросмеси, однако при этом наблюдается и повышение ее давления вследствие того, что часть кинетической энергии струи жидкости переходит в другой вид энергии – потенциальную – т. е. энергию потока, что, в свою очередь, обеспечивает передвижение гидросмеси или другой жидкости по трубопроводу. Преимуществом гидроэлеватора является то, что у него нет движущихся деталей, а конструктивное исполнение довольно простое. Однако КПД не превышает 20—25%. Используются подобные установки при транспортировке материала на небольшие расстояния – до одного километра, а также с целью гидромеханизации горной и строительной работы, при удалении шлаков на различных обогатительных фабриках, также для удаления шлаков и золы в котельных, на электростанциях. Их применение возможно при транспортировке песка или гравия.

Диффузионные насосы применяют для откачки различных вакуумных систем до остаточных давлений 10 -1—10 -6Па и ниже. При таких давлениях длина свободного пути молекул откачиваемого газа практически всегда больше диаметра впускного отверстия насоса, и поэтому в нем всегда возникает молекулярный режим течения газа. Молекулы газа при тепловом движении через впускное отверстие насоса направляются к паровой струе. Механизм увеличения газа в диффузионных насосах обусловлен диффузионными процессами. Вследствие разности концентраций газа над паровой струей и в самой струе (концентрация газа в струе вблизи сопла достаточно мала) происходит диффузия газа в струю. Попав в струю, молекулы газа получают импульсы от молекул пара в направлении парового потока и уносятся вместе со струей к стенке корпуса насоса; пар конденсируется на охлаждаемой стенке, а газ, сжатый в струе до выпускного давления ступени, перетекает вдоль стенки в пространство над следующей ступенью насоса. Наряду с прямой диффузией газа всегда существует и обратная диффузия в струю со стороны форвакуума. Однако в этом случае молекулы газа, движущиеся в обратном направлении, сталкиваются с движущимися им навстречу молекулами пара и оттесняются обратно; лишь небольшая часть молекул может продиффундировать через струю в обратном направлении. Число молекул газа, диффундирующих через струю в обратном направлении при оптимальном режиме работы насоса, несоизмеримо мало по сравнению с числом молекул газа, диффундирующих в струю со стороны впускного отверстия насоса. Однако в некоторых случаях, например при откачке легких газов насосом, режим работы которого выбран оптимальным для откачки воздуха, влияние обратной диффузии может заметно сказываться на характеристиках насоса.

Устройство насосов.Диффузионные насосы подобно бустерным являются многоступенчатыми системами с соплами обращенного зонтичного типа.

В зависимости от рода рабочей жидкости, используемой в насосе, современные диффузионные насосы подразделяют на паромасляные и парортутные. В паромасляных насосах используют различные рабочие жидкости органического происхождения с низким давлением пара при нормальной температуре. Как правило, эти жидкости представляют собой смесь фракций с различным давлением пара и различной молярной массой.

В связи с этим следует отметить, что требования к рабочей жидкости паромасляных насосов, обеспечивающие наиболее благоприятные условия работы отдельных ступеней, различны. Так, для работы первой (входной) ступени, определяющей предельное остаточное давление и быстроту действия насоса, нужна рабочая жидкость с низким давлением пара при нормальной температуре (для получения низкого остаточного давления) и с высоким давлением пара при рабочей температуре в кипятильнике (в связи с необходимостью создания паровой струи малой плотности для обеспечения большой скорости диффузии газа в струю). Для последней (выходной) ступени, определяющей наибольшее выпускное давление насоса, давление пара при нормальной температуре несущественно, давление пара при рабочей температуре кипятильника должно быть, по возможности, большим для получения струи высокой плотности.

С учетом этого в конструкциях современных паромасляных диффузионных насосов предусматривают осуществление фракционирования (разделения на фракции) рабочей жидкости в самом насосе. При этом тяжелые фракции с малым давлением пара направляются к первой ступени, а легкие фракции с большим давлением пара – к последней ступени. Такие насосы называют фракционирующими. Первые две ступени насоса – зонтичного типа, третья ступень эжекторная.

Для фракционирования рабочей жидкости в насосе разделены трубы, подводящие пар к ступеням, и на днище насоса установлен специальный лабиринт, образуемый фракционирующими кольцами. Конденсат масла, стекающий по стенке корпуса насоса в кипятильник, попадает через прорези в нижней части внешней пароподводящей трубы в пространство между внешней и внутренними трубами; проходя по лабиринту во фракционирующем устройстве, рабочая жидкость испаряется, обедняясь по мере движения к внутренней трубе легкими фракциями с высоким давлением пара. Утяжеленная часть рабочей жидкости, состоящая из фракций с низким давлением пара, поступает во внутреннюю трубу и направляется к первой, высоковакуумной ступени, а легкие фракции поступают во вторую и эжекторную ступени. Корпус насоса и маслоотражатель охлаждаются водой. В ряде случаев, например в передвижных установках, насосы с водяным охлаждением применять неудобно, тогда применяют насосы с принудительным воздушным охлаждением. Насос охлаждается вентилятором, установленным на корпусе; для более эффективного охлаждения на корпусе насоса предусмотрены ребра.