水环真空泵原理与故障
水环真空泵因其结构紧凑、操作简单、对环境适应性强而在实际生产中得到最广泛的应用。然而,水环真空泵的故障问题限制了其在实际生产和使用中的有效使用。因此,对水环真空泵常见故障进行深入研究和分析是非常必要的。
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。
喷射泵使用大量的水流喷射带动容器内气体,以达到获取真空的目的,结构简单,已安装,价格低廉,有的采用非金属材质制造耐腐蚀性能较好,因为他解决了难腐蚀问题所以多被化工行业采用,缺点是效率低,耗水量大,需要给大量的循环液降温,循环液容易升温,造成真空度和抽气量的大幅度下降。水环式这空泵利用带有叶片的叶轮偏心安装在装水的泵壳中,叶轮在泵壳中旋转形成水环,其作用相当于一个活塞,依靠改变体积抽出空气形成真空的真空泵。 吸气均匀,工作平稳可靠,操作简单,维修方便,效率较喷射泵要高,且耗水量要小很多,所以也省去了给大量循环液降温的麻烦,收集抽吸过来的气体比起喷射泵也要容易,多采用金属材质制造,因此其耐腐蚀性能较差,所以限制了他的应用范围,但全玻璃钢材质的水环式真空泵解决了耐腐蚀难题,其耐腐蚀性能突出,工作效率高,耗能低,大大增加了水环泵的应用范围,可组装闭路循环系统,环保达标设备改造过程中多用来代替喷射泵。但价格较喷射泵要高。这两种虽然都有液体做循环,但工作原理不同,玻璃钢水环泵的工作也选择范围要广一些可以选择用盐酸,醋酸,油等作为循环液来使用。希望能帮到你。
主真空泵的选择计算
s=2.303v/tlog(p1/p2) 其中: s为真空泵抽气速率(l/s) v为真空室容积(l) t为达到要求真空度所需时间(s) p1为初始真空度(torr) p2为要求真空度(torr)
水喷射泵是利用蒸汽作为动力来取得真空的一种真空泵。
水环真空泵
泵的叶轮转子旋转而产生水环。由于转子偏心旋转而使水环与叶片间容积发生周期性改变而进行抽气的机械真空泵。
了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。
真空泵在其工作压强下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。
正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但不能抽氦,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氩有一定的抽速,两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。另外,有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。
正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:2BV系列水环真空泵工作压强范围760mmHg~25mmHg(绝压),在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化(详细变化情况参照泵的性能曲线),其稳定的工作压强范围为760~60mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内较为适宜,而不能让它在25~30mmHg下长期工作。
真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:某真空干燥工艺要求10mmHg的工作真空度,选用的真空泵的极限真空度至少要2mmHg,最好能达到1mmHg。通常选择泵的极限真空度要高于真空设备工作真空度半个到一个数量级。
反应器内的温度高压力大,气体出来后会冷却,体积缩小,但这不能在很短的时间内完成,因其高压,气体出来时处于膨胀扩散状态其中的水分还没有液化,其体积会更大,所以选择大的真空泵才能完成工作。50是不行的,反应器产生的气体体积无法准确计算,水在汽化时体积增大1700倍,反应器排出的气体降温慢的话,由于气压急剧下降体积会迅速膨胀,用大的试验是最好的,不知道液化体积是多少,这些液体汽化体积最少应该也在1000倍以上,而且是常温,温度高体积就更大了。就看降温速度跟液体体积了
1. 往复式真空泵:犹如一个注射器连接一个T型管,连接两个单向阀,一个口吸入,一个口排出,来回抽压柱塞,通过吸入端抽真空。
2. 回转叶片式真空泵,吸入空气通过回转叶片产生的离心力,把空气(气体)由排气口甩出,常用的吸尘器就属此类。
3. 水环式真空泵:利用高速水流通过一个带喇叭口的出水管,高速水流产生负压,抽走气体,产生真空。因为是用水,真空度受水蒸气压的限制,或者说形成的真空中会有水蒸气。
图解见参考材料
http://zhidao.baidu.com/question/214241876.html
SK水环真空泵在工作过程中,气体的压缩过程是等温的,所以在压缩和抽吸易爆气体时,不易发生危险,所以其应用更加广泛。
SK水环真空泵的型号意义:
以SK系列水环式真空泵SK-3为例
SK-3
SK---水环式真空泵
3------代表抽气量(m3/min)
SK水环真空泵及压缩机注意事项:
1、真空泵从40%到90%或压力从0.05MPa到0.15MPa的吸排气量随着供水量的大小
,叶轮与侧盖的间隙大小而变化,叶轮与侧盖的间隙大小而变化,特别是流量较小时,如果调整不准确更容易引起偏小
2、表内数值是在下列条件下得出:①水温15℃;
②空气20℃;
③气体相对温度70%;④大气压力0.1013MPa
3、表内性能偏差不超过5%
SK水环真空泵的工作原理
SSK水环真空泵由于在工作过程中,做功产生热量,会使工作水环发热,同时一部分水和气体一起被排出,因此,在工作过程中,必须不断地给泵供水,以冷却和补充泵内消耗的水,满足泵的工作要求。
当真空泵排出的气体不再利用时,在泵排气一端接有气水分离器(可自己制作一水箱代替),废水和所带的部分水排人气水分离器后,气水分离,气体由排气管排出,留下的水经回水管供至泵内继续使用。随着工作石匠的延长,工作水温度会不断地升高,这时需从气水分离器的供水处供给一定的冷水(自来水),以降低工作水的温度,保证泵能达到所要求的技术药酒和性能指标。
当作为压缩机使用时,泵排气口接气水分离器,气水混合物进入气水分离器后自动分离,气体由排气管输送到所需系统而工作水经过自动溢于开关放出,压缩气体时,工作水极易发热,水由真空泵出口排出,温度会变得较高,因此在气水分离器的底部,要不断地供给冷水,以补充被放走的热水,同时起冷却作用,使工作水温度不至过高,从而保证压缩机性能,达到技术指标,满足工艺要求。
SK水环真空泵的普遍使用的领域介绍:
真空蒸馏:牛奶厂,食品厂,化工厂,纸浆厂
真空消毒:医院,医务室,实验室
挤出成型:塑料行业
真空过滤:,造纸厂,家禽加工厂,选煤厂,化学制品处理厂,铁矿厂,采矿业,磷肥厂,化学制品过滤厂
成型:塑料,聚乙烯,橡胶,轮胎等制造业
浸渍:胶合板厂,电线杆的制造,食品加工,木器加工,纺织厂等
液体脱气:食品加工,水软化,瓶装厂
压缩空气再生:纸浆,钢铁,汽车,玻璃,化工
冷凝器水箱补水:电站
烘干:化工、医药制造业
食品加工:食品加工厂,牛奶厂
蒸汽回收:蒸馏器,装卸站
水泵引水:自来水厂
水环式真空泵机组专用板式换热器板式冷凝器液环泵在工作过程中会产生热量,主要热量包括:真空泵/压缩机的无效功率;吸入气体温度较高带来的热量;吸入气体含有可凝性气体在压缩过程中释放出相变热。板式换热器的主要作用是通过冷却水冷却工作液,使工作液温度保持在合理的范围之内。
设备组成:
液环真空泵/压缩机闭路循环系统主要部件包括:
. 液环真空泵/压缩机
. 气液分离器
. 换热器
. 共用底盘
. 内部管线