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摘要:水环真空泵是常见的真空泵类型,被广泛应用于工业制造领域。从设备运转效率而言,保持水环真空泵的长期稳定运行,不仅是发挥设备价值的必然,更是企业提升效率的重要基础。因此,全面掌握水环真空泵故障的维修方法,将有助于提升企业生产效率,本文以2BE型水环真空泵常见故障为例加以分析,并提出相应的应用措施,以提升设备保障能力。
关键词:水环真空泵;常见故障;应用措施
前言
在工业技术的快速发展背景下,真空泵技术也获得了快速提升,并被广泛应用于石油化工、制药及卷烟生产等工业领域。水环真空泵基于简便操作及紧凑结构,适应大部分的生产环境,有效满足了企业生产需求。但面对水环真空泵的故障,同样需要引起高度重视,在使用过程中减少故障,保障设备的正常、高效运行。因此,对水环真空泵存在的常见故障探讨,显得尤为必要且不可或缺。
1 水环真空泵工作原理
水环真空泵也叫水环泵,属于一种粗真空泵,其能够达到的极限真空在2000-4000Pa之间。从水环真空泵的运行原理看(图1),水环真空泵在启动后,水环真空泵叶轮将进行高速旋转,并产生极大的离心力,以将推动泵内液体的快速流动并形成旋转液环。水环真空泵叶轮安装于泵腔内,并处于偏心安装状态,叶轮轮毂与水环内表面在泵腔上部形成相切,在泵腔下部相接触。在前半转时,在叶片与水环之间的相互作用下,其密封空间将逐步增大,并在其内部形成若干空腔,以便气体能够被分配板吸口进入。而在后半转时,由于受密封腔容量减小的影响,其内部的气体被快速压缩并由分配板排气口排出。水环真空泵中的液体为凝补水,其特点是在形成液环的同时,不具备降低压缩气体时所产生的热量,并有助于分配板与叶轮间隙密封。
水环真空泵运行时,部分液体会在热量的影响下转化为气体被排出,因此需要保证真空泵供水的连续性。水环真空泵内部由于以水环为载体,并无金属摩擦生成机制,无需考虑润滑问题,其使用寿命也得到了一定保证。但其应用劣势也相对突出,即使用能效相对偏低,仅为30%-50%之间,真空度较低且受限于饱和蒸气压。
图1 2BE型水环真空泵工作原理
2 水环真空泵的常见故障分析
2.1 真空泵汽蚀
汽蚀现象是水环真空泵的常见问题,即当液体在受到局部压力时产生汽化压力时,液体中的气核长大变为气泡,在真空泵持续运转的过程中,受通道内部压力变化的影响,将使气泡产生流动和溃灭等现象,其所产生的作用力将严重影响真空泵部件,从而引发真空泵部件损坏。尤其是在真空泵持续的运转状态下,空化气泡急剧增加,大幅增加了其撞击叶轮的频率,最高可达上万次/秒,并且其形成的压力也高达30 MPa以上。如果不能得到有效的控制,勢必影响真空泵材料的抗疲劳性能,从而产生腐蚀问题并导致大量的麻点缺陷,严重时甚至形成较大空洞。
2.2 轴承温度过高
在水环真空泵的运行中,时常会产生轴承温度过高问题,对设备安全及效率产生影响。综合原因包括如下方面:一是阀片发生断裂。引发叶轮两侧受力不均衡问题,从而产生轴向力,进而增加轴承的负担,在长时间的运行下导致升温。二是轴承的间隙过小。真空泵在运行中,主要依赖于机械能的作用,在此过程中的轴承之间会产生摩擦力,而过小的轴承间隙将使运行的摩擦力大幅增加,导致温度升高。三是设备振动过大。在真空泵的运行过程中,受泵体或轴承振动而影响轴承功率转化,并导致轴承发热。
2.3 真空度下降
真空度是衡量水环真空泵的重要指标,一旦在运行中的真空度下降,必然导致电流量增加,并使冷却器的工作负担增加,大幅降低其热转换效率,这将使真空泵无法满足企业生产需求。事实上,设备真空度具有严格要求,其决定因素大部分来源于真空泵内的水位,如果加沙过多或者过少,都将导致水与气体分离困难,无法在泵内形成水环,进而直接导致真空度的下降。另外,真空泵内阀片的断裂或者破损,同样会影响设备真空度的有效形成,使气体重新回到腔内,造成多余的循环过程,降低系统的真空度。
3 水环真空泵的常见故障处理
3.1 真空泵汽蚀的处理
随着现代工业生产效率的提升,真空泵的长期稳定运行极为重要。但如果真空泵长期处于汽蚀状态,势必会增加设备运行安全,导致噪音及振动等问题,最终损坏水环真空泵的内部部件。因此,要实现对汽蚀问题的处理,必须从两个方面进行优化,一是管路设备的优化,即从增加大气喷射器或者汽蚀保护管,使真空泵在运行过程中,借助阀门调节的作用,引入外部压力较高的气体,对气泡破裂而产生的空间进行填充,从而消除部分空化气泡,以弱化对设备内部的影响,使泵体内部的冲击力达到可控范围,最终起到保护部件的效果。二是注重对设备的优化。依据汽蚀产生的原理进行科学的改进,如更换工作液、正确造型及降低液温等途径。通过加装大气喷射器的真空系统,能够有效控制被抽对象的真空度,依托对真空泵吸入压力的适应调节,缓解真空泵汽蚀所带来的影响。
3.2 运转温度升高
根据水环真空泵运转温度升高的特征看,其诱因相对复杂,主要包括以下方面的因素:一是阀片断裂。阀片是控制真空泵叶轮平衡运转的关键部件,一旦出现阀片断裂,必然引发两端叶轮压力的变化,在增加轴承负载的同时产生轴向力,导致内部循环失衡且温度升高。因而,要想恢复叶轮运转的平衡,必须要及时对阀片进行更换。二是轴端密封部位受损。这一部件如果出现损坏,将会导致真空泵密封性下降,出现空气随间隙进行泵腔,使设备吸气与排气功能受到不同程度影响,严重影响设备运转效率。另外,在单侧填料受损的情况下,两端叶轮压力也会受到影响,无形之中增加轴承负荷,使运行温度出现异常。在处理方法选择上,应对设备的运行环节密封性进行检查,将密封水泄漏量控制在5-10滴/min内,同时对检测密封水孔道实施检查,确保畅通。
3.3 运行流量降低
水环真空泵依赖其操作简单、结构紧凑的特性,得到了广泛的应用。但相较于复杂的真空泵而言,其循环系统的简易性也极易引发进、出气通道的阻塞,从而使进、出气的流量受到影响,使真空泵的使用效率下降。因此,在对水环真空泵的运行效率提升中,首先要进行管中的检查与维护,避免因漏气、漏液或阻力损失导致的流量不足。一般情况下,流量不足是引发运行流量降低的常见因素,这就要从机械密封检查入手,对管路及止回阀进行故障排除。在真空泵运行时,需要结合实际对填料松紧程度进行定期检查,以防范潜在风险的产生。另外,为解决叶轮与分配板之间的间隙过大的问题,应控制好加水的频率和水量,并及时清理管道积水和更换损坏部件。
4 结束语
总而言之,随着社会工业制造领域的发展,对水环真空泵的普及程度日益提高,也为企业的有序、高效生产提供了支持。因此,在设备的运行中要尽量避免故障产生,加强对运行优化和常见故障排除,做好日常维护保养工作,总结故障经验教训,掌握真空泵的故障特征,学会排除故障,做到早发现、早处理,进行预防性维检,保障设备的可靠运行。
参考文献:
[1]刘杉.水环真空泵常见故障分析及对策[J].石化技术,2019,26(05):38-39.
[2]邱伟平,揭择辉,姚吉飞.水环真空泵常见故障分析[J].化学工程与装备,2019(02):192-193.
关键词:水环真空泵;常见故障;应用措施
前言
在工业技术的快速发展背景下,真空泵技术也获得了快速提升,并被广泛应用于石油化工、制药及卷烟生产等工业领域。水环真空泵基于简便操作及紧凑结构,适应大部分的生产环境,有效满足了企业生产需求。但面对水环真空泵的故障,同样需要引起高度重视,在使用过程中减少故障,保障设备的正常、高效运行。因此,对水环真空泵存在的常见故障探讨,显得尤为必要且不可或缺。
1 水环真空泵工作原理
水环真空泵也叫水环泵,属于一种粗真空泵,其能够达到的极限真空在2000-4000Pa之间。从水环真空泵的运行原理看(图1),水环真空泵在启动后,水环真空泵叶轮将进行高速旋转,并产生极大的离心力,以将推动泵内液体的快速流动并形成旋转液环。水环真空泵叶轮安装于泵腔内,并处于偏心安装状态,叶轮轮毂与水环内表面在泵腔上部形成相切,在泵腔下部相接触。在前半转时,在叶片与水环之间的相互作用下,其密封空间将逐步增大,并在其内部形成若干空腔,以便气体能够被分配板吸口进入。而在后半转时,由于受密封腔容量减小的影响,其内部的气体被快速压缩并由分配板排气口排出。水环真空泵中的液体为凝补水,其特点是在形成液环的同时,不具备降低压缩气体时所产生的热量,并有助于分配板与叶轮间隙密封。
水环真空泵运行时,部分液体会在热量的影响下转化为气体被排出,因此需要保证真空泵供水的连续性。水环真空泵内部由于以水环为载体,并无金属摩擦生成机制,无需考虑润滑问题,其使用寿命也得到了一定保证。但其应用劣势也相对突出,即使用能效相对偏低,仅为30%-50%之间,真空度较低且受限于饱和蒸气压。
图1 2BE型水环真空泵工作原理
2 水环真空泵的常见故障分析
2.1 真空泵汽蚀
汽蚀现象是水环真空泵的常见问题,即当液体在受到局部压力时产生汽化压力时,液体中的气核长大变为气泡,在真空泵持续运转的过程中,受通道内部压力变化的影响,将使气泡产生流动和溃灭等现象,其所产生的作用力将严重影响真空泵部件,从而引发真空泵部件损坏。尤其是在真空泵持续的运转状态下,空化气泡急剧增加,大幅增加了其撞击叶轮的频率,最高可达上万次/秒,并且其形成的压力也高达30 MPa以上。如果不能得到有效的控制,勢必影响真空泵材料的抗疲劳性能,从而产生腐蚀问题并导致大量的麻点缺陷,严重时甚至形成较大空洞。
2.2 轴承温度过高
在水环真空泵的运行中,时常会产生轴承温度过高问题,对设备安全及效率产生影响。综合原因包括如下方面:一是阀片发生断裂。引发叶轮两侧受力不均衡问题,从而产生轴向力,进而增加轴承的负担,在长时间的运行下导致升温。二是轴承的间隙过小。真空泵在运行中,主要依赖于机械能的作用,在此过程中的轴承之间会产生摩擦力,而过小的轴承间隙将使运行的摩擦力大幅增加,导致温度升高。三是设备振动过大。在真空泵的运行过程中,受泵体或轴承振动而影响轴承功率转化,并导致轴承发热。
2.3 真空度下降
真空度是衡量水环真空泵的重要指标,一旦在运行中的真空度下降,必然导致电流量增加,并使冷却器的工作负担增加,大幅降低其热转换效率,这将使真空泵无法满足企业生产需求。事实上,设备真空度具有严格要求,其决定因素大部分来源于真空泵内的水位,如果加沙过多或者过少,都将导致水与气体分离困难,无法在泵内形成水环,进而直接导致真空度的下降。另外,真空泵内阀片的断裂或者破损,同样会影响设备真空度的有效形成,使气体重新回到腔内,造成多余的循环过程,降低系统的真空度。
3 水环真空泵的常见故障处理
3.1 真空泵汽蚀的处理
随着现代工业生产效率的提升,真空泵的长期稳定运行极为重要。但如果真空泵长期处于汽蚀状态,势必会增加设备运行安全,导致噪音及振动等问题,最终损坏水环真空泵的内部部件。因此,要实现对汽蚀问题的处理,必须从两个方面进行优化,一是管路设备的优化,即从增加大气喷射器或者汽蚀保护管,使真空泵在运行过程中,借助阀门调节的作用,引入外部压力较高的气体,对气泡破裂而产生的空间进行填充,从而消除部分空化气泡,以弱化对设备内部的影响,使泵体内部的冲击力达到可控范围,最终起到保护部件的效果。二是注重对设备的优化。依据汽蚀产生的原理进行科学的改进,如更换工作液、正确造型及降低液温等途径。通过加装大气喷射器的真空系统,能够有效控制被抽对象的真空度,依托对真空泵吸入压力的适应调节,缓解真空泵汽蚀所带来的影响。
3.2 运转温度升高
根据水环真空泵运转温度升高的特征看,其诱因相对复杂,主要包括以下方面的因素:一是阀片断裂。阀片是控制真空泵叶轮平衡运转的关键部件,一旦出现阀片断裂,必然引发两端叶轮压力的变化,在增加轴承负载的同时产生轴向力,导致内部循环失衡且温度升高。因而,要想恢复叶轮运转的平衡,必须要及时对阀片进行更换。二是轴端密封部位受损。这一部件如果出现损坏,将会导致真空泵密封性下降,出现空气随间隙进行泵腔,使设备吸气与排气功能受到不同程度影响,严重影响设备运转效率。另外,在单侧填料受损的情况下,两端叶轮压力也会受到影响,无形之中增加轴承负荷,使运行温度出现异常。在处理方法选择上,应对设备的运行环节密封性进行检查,将密封水泄漏量控制在5-10滴/min内,同时对检测密封水孔道实施检查,确保畅通。
3.3 运行流量降低
水环真空泵依赖其操作简单、结构紧凑的特性,得到了广泛的应用。但相较于复杂的真空泵而言,其循环系统的简易性也极易引发进、出气通道的阻塞,从而使进、出气的流量受到影响,使真空泵的使用效率下降。因此,在对水环真空泵的运行效率提升中,首先要进行管中的检查与维护,避免因漏气、漏液或阻力损失导致的流量不足。一般情况下,流量不足是引发运行流量降低的常见因素,这就要从机械密封检查入手,对管路及止回阀进行故障排除。在真空泵运行时,需要结合实际对填料松紧程度进行定期检查,以防范潜在风险的产生。另外,为解决叶轮与分配板之间的间隙过大的问题,应控制好加水的频率和水量,并及时清理管道积水和更换损坏部件。
4 结束语
总而言之,随着社会工业制造领域的发展,对水环真空泵的普及程度日益提高,也为企业的有序、高效生产提供了支持。因此,在设备的运行中要尽量避免故障产生,加强对运行优化和常见故障排除,做好日常维护保养工作,总结故障经验教训,掌握真空泵的故障特征,学会排除故障,做到早发现、早处理,进行预防性维检,保障设备的可靠运行。
参考文献:
[1]刘杉.水环真空泵常见故障分析及对策[J].石化技术,2019,26(05):38-39.
[2]邱伟平,揭择辉,姚吉飞.水环真空泵常见故障分析[J].化学工程与装备,2019(02):192-193.