水环式真空泵的工作原理
水环泵最初用作自吸水泵。是由叶轮、泵体、吸排气盘、水在泵体内壁形成的水环、吸气口、排气口、辅助排气阀等组成的。
在工业生产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展,水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多。
在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。
综上所述,水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于变容式真空泵。
叶轮被偏心的安装在泵体中,当叶轮旋转时,进入水环泵泵体的水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触。此时,叶轮轮毂与水环之间形成了一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时,小腔的容积逐渐由小变大,压强不断的降低,且与吸排气盘上的吸气口相通,当小腔空间内的压强低于被抽容器内的压强,根据气体压强平衡的原理,被抽的气体不断地被抽进小腔,此时正处于吸气过程。当吸气完成时与吸气口隔绝,从Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ断面,小腔的容积正逐渐减小,压力不断地增大,此时正处于压缩过程,当压缩的气体提前达到排气压力时,从辅助排气阀提前排气。从断面Ⅲ-Ⅲ到Ⅰ-Ⅰ,而与排气口相通的小腔的容积进一步地减小压强进一步的升高,当气体的压强大于排气压强时,被压缩的气体从排气口被排出,在泵的连续运转过程中,不断地进行着吸气、压缩、排气过程,从而达到连续抽气的目的。 结构简单,制造精度要求不高,容易加工。
结构紧凑,泵的转数较高,一般可与电动机直联,无须减速装置。故用小的结构尺寸,可以获得大的排气量,占地面积也小。
压缩气体基本上是等温的,即压缩气体过程温度变化很小。
由于泵腔内没有金属磨擦表面,无须对泵内进行润滑,而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。
吸气均匀,工作平稳可靠,操作简单,维修方便。 效率低,一般在30%左右,较好的可达50%。
真空度低,这不仅是因为受到结构上的限制,更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液,极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液,可达130Pa。
总之,由于水环泵中气体压缩是等温的,故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面,故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点,尽管它效率低,仍然得到了广泛的应用。 一、真空泵度不够
可能原因:电机供电不足导致转速不够;供水量不足;叶轮与分配板之间的间隙过大;机械密封破损导致漏水漏气;叶轮磨损过多;循环水排不出。
排除方法:检查供电电压是否在电机额定的电压范围内;加大供水量(必须控制在正确的范围内,否则会导致电机超载发热);调小叶轮与分配板的间隙(一般在0.15—0.20mm);更换机械密封;更换叶轮;检查出水口的管路。
二、启动不了或者启动了噪音大
可能原因:电机供电电压不足;电机缺相运行;泵长时间没用导致锈蚀;泵内吸入杂物;叶轮拖分配板。
排除方法:检查供电电压是否过低;检查电机接线是否都牢靠;如果泵长时间没用导致锈蚀的可以加点除锈剂或者打开泵盖人为去除锈迹;打开泵盖去除杂物;调节叶轮与分配板的距离。
三、电机过热
可能原因:供水量过大导致电机超载;电机缺相;排气孔堵塞;叶轮拖动其他部件。
排除方法:减少供水量至正常范围(参照泵的使用说明书之供液量);检查接线是否牢固;检查排气口;打开泵盖调节叶轮与其他部件的间隙。
四,流量不足
可能原因:管路漏气漏液;阻力损失增加;
排除方法:检查连接处机械密封;检查管路及止回阀等有无故障。 (1)在正常的工作中要注意检查轴承的工作和润滑情况,其温度(轴承和外圆处)比环境温度一般高出15℃~20℃为宜,最高不允许超过30℃~35℃,即轴承架外圆处实际温度不应超过55℃~60℃;正常工作的轴承每年应加油3~4次,每年至少清洗轴承一次,并将润滑油全部更换。
(2)在正常工作中还要定期压紧填料,如果填料因磨损而不能保证所需要的密封性能时,应更换新填料。如果采用机械密封,发现泄漏现象,应检查机械密封的动静环是否已损坏或是辅助密封老化,如出现上述情况,均需要更换新零件。
(3)在出现特殊声音时,可拆下两端盖上的压板,查看叶轮两端面是否与分配器研伤,还可检查排气阀板是否正常。 在拆卸前应将泵腔内的水放出,要将气水分离器和吸气管部件拆下,在拆卸过程中应将所有的垫片谨慎的取下,如有损坏应更换同样的垫片。泵应从后端(无联轴器或无皮带轮一端)开始拆卸,其顺序如下:
(1)拆后轴承压盖,用勾板手将两圆螺母松开,取下轴承座及轴承;
(2)松开填料压盖螺母,取下填料压盖;
(3)拆下连接结泵盖与泵体的六角螺栓和泵盖底脚处螺栓后,取下后端盖;
(4)取下泵体;
(5)松开另一端底脚螺栓;
(6)卸下联轴器,并取下轴上的键;
(7)卸下前轴承部件;
(8)卸下前端盖后将轴和叶轮一起取出。
拆卸完毕后,应将零件上有关配合面涂上机油,螺纹处也应涂上机油保护好。 装配前应清洗各零件,结合面上纸垫的残面部分应清理好,轴承应清洗后涂上新油,轴承座内旧油也应清除干净。
装配的顺序与拆卸相反,其关键环节是要调整好叶轮端面与前后分配器的间隙,为此要测量好泵体的长度尺寸,(包括定位孔的深度)和叶轮的长度,以决定加垫子的厚度。
水环式真空泵轴密封不滴水也可能是正常的。
轴密封有两种主要形式:一种是传统也常见的填料免费;另一种是机械密封。
盘根密封是最古老的一种密封结构,在我国古代的提水机械中,就是用填塞棉纱的方法来堵住泄漏的,世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封形式。
机械密封:是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
水环式真空泵有着众多的优良特点,其不用油工作,对环境无污染等特点使其在各行各业都有着极其广泛的应用。水环式真空泵有着多种类型,满足不同的生产要求。
水环式真空泵可按以下三个方面划分:
一:按叶轮的数目
水环式真空泵有单级和两级之分。
(1)单级水环式真空泵只有一个叶轮。
(2)两级水环式真空泵有两个叶轮串联工作,可以获得更大的排出压力或更高的真空。
二:按吸气和排气方式
水环式真空泵有轴向吸排气和径向吸排气之分。
(1)轴向吸排气方式,气体的吸人和排出是通过壳体侧盖上的吸气口和排出口进行的,其优点是结构简单、维修方便,缺点是气体进入和排出叶轮时,气体流动方向与叶轮叶片运动方向相垂直,而且气体不能在整个叶片宽度上均匀地进出叶轮,这就加大了气体进入叶轮和流出叶轮时的水力损失,降低了泵的效率。
(2)采用径向吸排气方式时,气体进入和排出叶轮是通过设置在叶轮内圆处(相当于轮毂处)的气体分配器上的吸气口和排气口来实现的,其优点是气体可以在叶片全宽范围内进入和流出叶轮,而且还可以借助吸气口和排气口的形状使气体进入和排出叶轮的方向与叶轮运动方向大体一致,这就降低了水力损失,提高了泵的效率,缺点是气俸分配器结构较为复杂、加工和安装精度较高。
三:按壳体形状
水环式真空泵有单作用和双作用之分。
(1)单作用泵的壳体内表露是单一的圆柱面,叶轮同转一周,实现一次吸气、压缩和排气。
(2)双作用泵的壳体内表面由两个圆柱面组成,叶轮相对于壳体内表面有两个偏心,对于指定的相邻二叶片闻的空间,叶轮同转一周时,实现两次吸气、压缩和排气。
结构简单,制造精度要求不高,容易加工。
结构紧凑,泵的转数较高,一般可与电动机直联,无须减速装置。故用小的结构尺寸,可以获得大的排气量,占地面积也小。
压缩气体基本上是等温的,即压缩气体过程温度变化很小。
由于泵腔内没有金属磨擦表面,无须对泵内进行润滑,而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。
吸气均匀,工作平稳可靠,操作简单,维修方便。
水环式真空泵缺点:
效率低,一般在30%左右,较好的可达50%。
真空度低,这不仅是因为受到结构上的限制,更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液,极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液,可达130Pa。
总之,由于水环泵中气体压缩是等温的,故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面,故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点,尽管它效率低,仍然得到了广泛的应用。
水环式真空泵特点:
结构紧凑、工作平衡可靠和流量均匀,所以化工生产中多用来输送或抽吸易燃、易爆和有腐蚀性的气体。水环式真空泵由于叶轮搅拌液体,损失能量大,故其效率很低。
水环真空泵(简称水环泵)是一种粗真空泵,它所能获得的极限真空为2000~4000Pa,串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机,称为水环式压缩机,是属于低压的压缩机,其压力范围为1~2×105Pa表压力。
无论是机械密封还是填料密封。
如果是机械密封的话,理论上是零泄漏,如果出现机械密封滴漏状态,就需要更换机械密封。
如果是填料密封的话,要求出水呈滴流状,该部分水有两个作用:1、对填料起冷却和润滑的作用,延长填料寿命。2、形成水封,进一步确保真空度。
如果出水量较大的话(就相当于填料过松),对应的真空度会稍微偏低,调整的时候可以适当的紧紧填料环,让水呈滴流状态或者相对的水流量较小的状态。
希望对你有所帮助。
凡是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵,称为机械真空泵。
机械真空泵按其工作原理及结构特点分述如下:
一、变容真空泵
它是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵。气体在排出泵腔前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种。
1、往复式真空泵 :利用泵腔内活塞往复运动,将气体吸入、压缩并排出。又称为活塞式真空泵。
2、旋转式真空泵 : 利用泵腔内转子部件的旋转运动将气体吸入、压缩并排出。它大致有如下几种分类:
1)油封式真空泵 它是利用真空泵油密封泵内各运动部件之间的间隙,减少泵内有害空间的一种旋转变容真空泵。这种泵通常带有气镇装置。它主要包括旋片式真空泵、定片式真空泵、滑阀式真空泵、余摆线真空泵等。
2)液环真空泵 将带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时,把工作液体抛向泵壳形成与泵壳同心的液环,液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小的旋转变容吸排气腔。工作液体通常为水或油,所以亦称为水环式真空泵或油环式真空泵。
3)干式真空泵 它是一种泵内不用油类(或液体)密封的变容真空泵。由于干式真空泵泵腔内不需要工作液体,因此,适用于半导体行业、化学工业、制药工业及食品行业等需要无油清洁真空环境的工艺场合。
4)罗茨真空泵泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子。转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。
二、动量传输泵
它依靠高速旋转的叶片或高速射流,把动量传输给气体或气体分子,使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。这类泵可分为以下几种形式:
1、分子真空泵 :它是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子,使之获得定向速度,从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可分为:
1)牵引分子泵气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量,被驱送到泵的出口。
2)涡轮分子泵 靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。这种泵通常在分子流状态下工作。
3)复合分子泵它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。
按其工作原理,基本上分为气体输送泵和气体捕集泵两种类型。
一、气体输送泵包括:1、液环真空泵(水环式真空泵)2、往复式真空泵3、旋片式真空泵4、定片式真空泵5、滑阀式真空泵6、余摆线真空泵7、干式真空泵8、罗茨真空泵9、分子真空泵10、牵引分子泵11、复合式真空泵12、水喷射真空泵13、气体喷射泵14、蒸汽喷射泵15、扩散泵等
二、气体捕集泵包括:吸附泵和低温泵等。
轴密封有两种主要形式:一种是传统也常见的填料免费;另一种是机械密封。
填料密封又称为压紧填料密封,俗称盘根密封。盘根密封是最古老的一种密封结构,在我国古代的提水机械中,就是用填塞棉纱的方法来堵住泄漏的,世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封形式。而19世纪石油和天然气开采技术的生产与发展,使填料密封的材料有了新的发展。到了20世纪,填料密封因其结构比较简单,价格不贵,来源广泛而获得许多工业部门的青睐。填料密封要求是滴水的,每分钟在6-8滴左右。填料滴水有两个作用:冷却和润滑。在机组运行情况下,调整填料压盖,可以调整填料密封的泄漏量。
机械密封:是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封我们称为金属波纹管密封。机械密封具有泄漏量少(基本看不到滴水)和寿命长等优点,所以世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。机械密封又叫端面密封,在国家有关标准中是这样定义的:“由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。”
1)结构紧凑,水环真空泵的转数较高,一般可与电机直联,无须减速装置,故用小的结构尺寸,可以获得大的排气量,占地面积小。
2)由于东山水环真空泵腔内没有金属摩擦表面,无须对水环真空泵内进行润滑,而且磨损很小,转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。
3)水环真空泵吸气均匀,工作平稳可靠,维修方便,操作简单,环保洁净。
4)机构简单,制造精度要求不高,容易加工,容易维修。
5)压缩气体基本上是等温的,即压缩气体国产温度变化小。
水环式真空泵有专门的供水口,一般在泵盖靠下的位置,加水太满在启动时容易把机械密封顶坏,太少又会形不成真空,或者把机械密封干磨造成损坏。一般没过泵体1/2的水量比较合适,因为泵体上不好做液位视窗所以判断水位的话要手动盘车听泵体内的水声靠经验判断。
水环式真空泵及压缩机是用来抽吸或压缩空气和其它无腐蚀性、不溶于水、不含有固体颗粒的气体,以便在密闭容器中形成真空和压力。但吸入气体允许混有少量液体。 由于在工作过程中,气体的压缩是等温的,所以在压缩和抽吸易燃、易爆气体时,不易发生危险。所以其应用更加广泛。
水环真空泵工作原理:
水环泵最初用作自吸水泵,而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环泵得到广泛的应用。
由于真空应用技术的飞跃发展,水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多。
水环真空泵的启停操作
1、准备工作(作业前的检查)
1.1检查电压正常、不超过额定电压(380V)±5%;电气开关和设备接地线正常。
1.2检查底盘地脚螺栓、泵座螺栓、电机螺栓、泵各部件连结是否可靠。
1.3检查各部位润滑油(脂)是否足够。确认油杯油脂达到要求。
1.4盘车应转动均匀、无阻滞,无松动现象并将防护罩装好。
1.5
检查密封是否符合要求,填料压盖应松紧适度,不能歪斜。
1.6点动电机试正反转,看转向是否与泵的指示方向一致。
2、启动运行
2.1打开进气管路上的进气阀。如果排气有排气阀的话必须全打开排气阀。
2.2
开启供水阀,直到水自动从平衡排水管(泵盖盖板上的阀门)路流出,使泵具备正常的启动水位,即可开泵,如不开泵要暂时关闭供水阀。
2.3不允许在无水或少水和满水的情况下启动.
2.4
启动电机,泵运转,同时逐渐开启供水阀,根据真空表读数调节供水阀和进气阀,使被抽系统的真空度、吸气量达到生产的要求。
2.5泵运转作业中,应注意检查并做到:
(1).注意调节供水阀和循环水阀,使循环水量保持适度。
(2).应避免长时间在高负荷下运行。
(3).检查电流表、电压表的读数是否正常。
(4).轴承的温升不应高于35℃,其温度不应高于65℃。
(5).各连接部位应严密,无泄漏现象。
(6).运转中应无异常声响和振动。
(7).注意用汽蚀调节阀门调节泵的汽蚀声。
(8).为保证正常的真空度,进水温度应小于30℃,15℃最为适宜。
(9).运行过程中,适度调整填料压盖,使填料中有水滴出为宜,不能太紧也不能太松。
3、停泵
3.1
关闭供水阀,关闭电动机。打开排水阀,将泵内的工作液排放干净。
3.2冬季应放净循环液,检查、擦试、保养设备,清理卫生,归放工具,填写作业记录,切断电。