水环式真空泵的工作原理是什么?有哪些比较常见的问题会出现?
工作原理:
1.电动隔膜泵水环泵在最初的时候是被当做自吸水泵来使用的,是叶轮和泵体以及吸排气盘和谁在泵体的内壁所形成的水环,吸气口,排气口,辅助排气阀所组成的。而水环泵也是靠泵腔的容积变化来有效的实现吸气,压缩和排气这些功能的,所以它也是属于变容式真空泵。
2.叶轮是被偏心的安装在泵体傍边的,每逢叶轮旋转的时分,进入水环泵泵体傍边的水就会被叶轮抛向附近,加上离心力的效果,水就形成了一个跟泵腔形状类似的平等厚度的封闭水环,水环上面的内外表也刚好跟叶轮的轮毂相切,水环的下部内外表也刚好跟叶片的顶端相接触。
3.假如叶轮的上部是零度的时分,叶轮在旋转前一百八十度的时分,小腔容积会慢慢的从小变大,这个时分在压强的继续下降当中会跟吸排气盘上面的吸气口进行彼此连通,当小腔空间里边的压强低于被抽容器里边压强的话,不断抽进小腔内的气体就能够根据气体的压强进行平衡的原理来进行,这个时候就正处于整个吸气的过程当中了。
4.当小腔的容积逐步削减的时分,压力就会不断的增大,这个时分正在处于紧缩的进程傍边,在排气压力这儿的紧缩气体提早抵达的时分,辅佐的排气阀就会进行提早的排气,当气体的压强大于排气压强的时分,被紧缩的气体就会从排气口扫除,在泵接连工作进程傍边的时分,就会不断的进行吸气,紧缩,排气这个进程,这样就会到达接连抽气的目的了。
常见问题:
电机不启动,无声音
电机不启动,有嗡嗡声
电机开动时,电流短路跳闸
消耗功率过高
泵不产生真空
真空度太低
尖锐噪声
泵泄漏
循环水式真空泵从泵里往外出水是因为泵的进水量大了。
循环水式真空泵,俗称水环真空泵(简称水环泵)是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,它属于变容式真空泵。
水环泵工作原理(如下图):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内界面之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮叶片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。
水环泵的工作液(一般是水)通过一根进液管和一根排液管来保证其获得合适的水环。排液管保持有少量的排液是允许的也是必要的。
在泵体中装有适量的水是作为工作液。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。
产生原因、
排除方法
1、真空泵盘车困难:A水环真空泵出厂后久未使用造成圆盘端面处被锈
泵腔内充入10%草酸浸泡30分钟,松动泵盖螺栓后再盘车,盘车顺畅后再将泵盖螺栓均匀锁紧
B泵腔内因水温过高(超过70℃)或工作液污垢过多部造成泵腔内结垢
泵腔内充入10%草酸浸泡30分钟,改进工艺,以降低水温,降低工作液污垢系数
2、真空泵电机运转不正常:
A电机缺相
检查电源接头是否脱落
B电源电压不正常
检查电源电压
C交流接触器损坏
换交流接触器
3、水环真空泵启动声音异常:启动时工作液充满泵腔造成满水启动
打开排污口放出部分工作液使泵腔内工作液量为1/2~2/3左右启动即可
4、水环真空泵运转声音异常:A水环真空泵内进入了焊渣等固体颗粒异物
停止运行,打开排污口并加大供水量将异物排出,拆开泵盖将异物排除
B气蚀保护管阀门未开或被堵
开启气蚀保护管阀门或疏通管路
C气蚀保护气量太小
调整气蚀保护管阀门消除气蚀噪声
D气蚀保护管上部接口在分离器液面以下
降低分离器液面或抬高气蚀管保护接口
E联轴器处的弹性块损坏
更换弹性块
5、水环真空泵不能形成真空:
A无工作液
检查工作液供应情况
B转向错误
纠正转向
6、水环真空泵真空度太低:
A泵选型太小以致抽气速率低
更换具有更大抽速的真空泵
B工作液供应不足
加大工作液供应
C工作液温度过高
降低工作液温度
D系统漏气
系统检漏
E水环泵圆盘或叶轮被腐蚀
检查并更换水环泵圆盘或叶轮
7、水环真空泵运转电流偏大:A排水管路过高或小于真空泵排气口管径
降低排水管路或更换排水管路
B工作液供应量过大
减少工作液供应量
C水环泵叶轮结垢或粘有异物
清除水垢或异物
D排气圆盘被堵或排气阻力过大
清理圆盘排气口及减少排气阻力
8、水环真空泵温度过高:
A工作液入口温度过高
降低工作液温度
B工作液供应量太小
增加工作液供应量
C吸入气体温度过高
降低吸入气体温度
D抽除气体在压缩腔放出汽化热
在泵入口前冷凝可凝性气体
E圆盘排气孔被异物堵塞
检查并疏通圆盘排气孔
9机械密封泄露::A未注入工作液及冷却液的情况下干运行泵
更换机械密封,更改操作规程
B工作液及所抽气体对密封件有腐蚀
更换成耐腐蚀的机械密封
C工作液及所抽除气体中含有固体颗粒造成机械密封的密封面磨损
更换机械密封,在进气管路及工作液管路中安装过滤器
10、水环泵叶轮叶片根部出现蜂窝状小孔
:水环泵长期在气蚀状态下工作
连接气蚀保护管路以消除气蚀
11、水环泵叶轮叶片端部弯曲:
A泵腔内进入硬物
更换叶轮,在进气管路及工作液管路中安装过滤器
B吸入气体中含有大量液体
在吸气口前增加储液罐并及时排放液体
水环泵叶轮叶片根部断裂:
A水环泵启动、停机过于频繁
改进工艺,减少水环泵启动、停机次数
B水环泵启动、停机频率较高且启动时泵腔内工作液过多
改进工作液管路、排气管路等使泵启动时工作液约为泵腔的1/2~2/3
水环真空泵在电机带动下运转后,在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下,泵腔里的水被甩向四周,真空泵入口形成真空,被抽物体内的空气就会随真空泵进气管被吸入而补充了这个空间,周而复始,就达到了被抽物体内接近真空的状态,为下一道工序做好了准备。
1.水环真空泵的工作原理
虽然不同类型的 水环真空泵 具有不同的结构,但它们的基本原理基本相同。水环最典型的真空泵类型是单级单作用水环真空泵,具有轴向吸入和排出。单级单作用水环真空泵的结构包括进气口、出气口、泵盖、泵壳、叶轮、挡板、电机等。真空泵工作时水环,电机带动叶轮旋转,使工作室内的水在离心力的作用下形成水环。如果水环合适,成型的水环正好与上侧的轮毂相切,并且正好与下侧的叶轮顶端接触。此时水环,在内表面、轮毂和叶片之间将形成不同尺寸的新月形空间,并且没有连通。当电机带动叶轮旋转时,图中右侧月牙形空间的体积将由小到大,从而降低压力。当与吸气孔连通时,气体将被吸入。然而,当它的体积从大变小时,气体将被压缩,压力将增加。当气体被压缩到一定程度时,它将与排气孔连通,气体将被排出。由于补充水可以连续引入,水环可以基本上保持恒温状态,并且还可以吸收压缩气体产生的热量,所以该过程也可以近似视为等温过程。
水环真空泵运行时的能量传递过程如下:在吸入侧,叶轮将能量传递给水,增加其动能并形成水环,然后水环动能转化为压力能转化并转化为气体,从而实现压缩和排气的过程。水环真空泵的工作原理实际上与其他容积式泵非常相似,只是水环真空泵的能量传递介质是水环。由于饱和蒸汽压的限制,当真空泵使用水作为工作流体时,极限压力只能达到2000 ~ 4000帕。另外,水环真空泵效率低也是水环真空泵最常见的缺陷,一般效率约为35%。然而,水环真空泵具有结构简单、占地面积小、等温压缩和维修方便等优点,因此在各行业得到了广泛的应用。
2.水环真空泵常见故障及处理
2.1进气和出气管道积水
运行中,水环真空泵与蒸汽冷凝器连接,由于水汽分离设备的工作漏洞,管道可能产生水汽积聚流。水环真空泵停止运行后,水蒸气将逐渐冷凝并最终变成积水。一次产生的累积水可能较少,但多次之后,累积水将增加并最终流回真空泵,导致瞬时电压过高和电机燃烧。进气和出气管道积水的维护和处理:首先,在日常工作中,应定期检查水环真空泵,特别注意进气和出气管道有无积水,以便及时清理少量积水。为防止此类故障再次发生,应对水环真空泵的水气分离器进行改造和完善,如采用耐磨性和耐腐蚀性更高的优质钢材,或加大水气分离器的管径,为水气分离提供更多空间,以减少水汽积聚,消除和防止积水故障。
2.2电机异常启动或过热
首先,马达启动异常。“异常”是指噪音过大或启动失败,这可能是由于泵内(叶轮阻力分配板内)有异物、电机供电电压低和电机不相等造成的。在此基础上,检查电机的接线,以避免相位故障或电源故障等问题。如果真空泵长时间不运转,除了对开口盖进行除锈外,还应在里面加入除锈剂。必要时,还应打开端盖,检查其中是否有杂物,并调整分配板与叶轮之间的距离。其次,电机过热。有三个原因。一是真空泵的供水量过大,导致电机负载过大。第二,电机缺相。第三,通风口被堵住了。有鉴于此,请仔细检查真空泵的排气容积。如果涉及的水量较大,应适当调整(减少)供水阀电工应全面检查电机,避免缺相。仔细检查通风孔。如果有任何问题如堵塞,疏通它。
2.3缺乏真空
水环真空泵系统 真空不足有几个主要原因:
(1) 水环工作不稳定。如果进水管结垢,进口电磁阀堵塞,泵的工作水供应将不足,从而使水环不稳定。此时,由于偏离设计工作条件,泵的输出将不可避免地下降,这将导致系统真空下降。响应方法是清除进水管中的污垢,并保持入口电磁阀通畅。
(2)入口止回阀失效。当阀板因结垢、腐蚀或堵塞而无法吸起时,会出现空气错流现象,即空气会从备用泵的入口被吸入工作泵,从而增加泵的功耗,降低系统的真空度。对策是清除阀板的结垢或更换新的。
(3)密封不良。在轴端密封不良或密封失效的情况下,如果外部空气被吸入水环真空泵,系统的真空度会下降,泵的两个进气管的温度会不同。应对措施是检查轴端,确保密封紧密。有时密封水的泄漏会太大。如果判断错误是由于填料压缩力不足造成的,填料的进一步压缩将导致摩擦力增加和轴功率进一步增加。此时,真正的原因可能是工作水量太大,所以压紧填料不能盲目。
2.4真空泵的气蚀
在 真空泵 运行过程中,最常见的故障是叶轮转子的损坏,这主要是由于叶片表面存在许多麻点和孔洞。在严重情况下,会发生叶片断裂,导致设备非计划停机,影响生产的正常运行。叶轮叶片这些故障的主要原因是气蚀。气蚀的主要原因是真空泵运行过程中,负压区和正压区之间有交替变化,这是由其结构和工作原理决定的。因此,为了减少甚至避免空化的危害,有必要对其结构进行改进。此外,可根据其工作原理采取一些措施。为了防止水环真空泵在气蚀状态下工作,可以采取两种措施:一是改进管道设备,如增加空气喷射器和气蚀保护管等。二是根据空化的产生原理采取相应的改进措施,如降低工作流体的温度、更换工作流体和选择合适的类型。
2.5阀板破裂
水环阀板安装在真空泵的两个排气口分配器的旁边。其功能是消除真空泵运行过程中可能出现的过压缩或欠压缩,并防止泵的功耗增加和效率降低。阀板可以沿着分配器和挡板之间的轴向小距离移动。当泵内压缩气体的压力小于泵出口处的压力时,阀板向叶轮移动并紧贴分配器,以防止空气在泵出口处形成小空腔进入,并确保气体继续被压缩当压缩气体的压力大于泵出口压力时,气体通过排气口冲刷阀板,使阀板的上部以一定角度摆动,以利于气体的顺利排出。通过这种方式,阀板的下部通常紧密地连接到分配器上,而上部以一定角度展开并扭曲成“S”形。长期扭曲导致应力集中在阀板的中部,导致疲劳损坏和中部断裂。阀板破裂后,将出现以下影响:
(1)轴承过热。当阀板破裂时,叶轮两侧的压力将不平衡,转子将产生轴向力,这将增加滚珠轴承的负荷。长期运行会导致轴承温度升高。两个阀板断裂时,断裂位置不完全相同,叶轮两侧的压力也略有不平衡,轴向力比一个阀板断裂时减小,轴承温度降低,但仍较高。
(2)当轴功率上升时,阀板无法按照正确的状态实现分配器的适当覆盖,部分废气将再次回流到工作室,反复压缩和排放,造成能量损失,增加电机负载。
(3)真空度下降。当两侧的阀板破裂时,系统真空将急剧下降。阀板损坏后,必须及时更换。如果一个阀板损坏后不及时更换,另一个阀板的使用寿命将大大缩短,并且在短时间内就会发生断裂。
在实际生产中,为了减少各种故障对生产的影响,除采取上述各种措施外,还应加强在线检查,并采取相应措施及时处理问题。泵停止运行后,应及时清理泵体内的工作流体,防止泵体结垢影响泵的性能和后续使用。