水环真空泵使用问题

水环真空泵使用问题

           水环真空泵正向大型化、成套性、在较高真空下有较大抽气量的方向发展。水环真空泵性能的一个重要指标就是水环真空泵的效率。本文从结构设计和运行工况两方面分析影响水环真空泵的效率的因素和原因，并探讨提高水环真空泵效率的方法。
   水环真空泵以其具有结构简单、使用维修方便、泵腔无金属摩擦、工作平稳等特点，在各行业得到了广泛应用。特别是其能够抽吸大量水蒸气和易燃易爆气体，适应性强更加扩展了其应用范围。随着各行业技术发展和生产规模扩大，水环真空泵正向大型化、成套性、在较高真空下有较大抽气量的方向发展水环真空泵。水环真空泵性能的一个重要指标就是水环真空泵的效率，即水环真空泵的有效功率与轴功率之比。目前水环真空泵的效率低，一般在30%—50%左右，最好的只有55%左右。这严重制约了生产发展的要求。分析表明提高水环真空泵工作效率的途径是改善其水力设计、结构设计和优化运行工况。针对此情况本文试图以结构设计和运行工况两方面分析影响水环真空泵效率的因素和原因，探讨提高水环真空泵效率的方法。 
    目前 水环真空泵有两种结构：平面式和锥体式。平面式：进气口和排气口设计在平面端上；锥体式：进气口和排气口设计在锥体柱面上。锥体式水环真空泵进排气口截面积远比平面泵大，因而流道阻力小，单台泵的处理能力要比同类规格的平面泵大，功率消耗更低；锥体式水环真空泵进气截面积大，因而允许进口气中夹带更多的液体，对生产的适应性更强。并可以在水环真空泵进口处安装喷嘴，使进气口中可凝气体预先冷凝下来，减少了进入水环真空泵的气体体积流量，因而可选用较小的泵降低投资，或者降低泵的转速以节省能耗。据认证，锥体式水环真空泵比同型平面式水环真空泵节能18%以上，从而提高了效率；水环真空泵在运行中都会发生磨损从而导致抽气量的下降。实践证明，平面泵抽气量年降低率在2.5%左右；锥体式水环真空泵由于其结构优势，抽气量年降低率在1%左右
      水环真空泵。因此锥体式水（液）环 水环真空泵具有更高的工作效率。
   1.2 作用方式* V5 |6 A/ | k 水环真空泵作用方式上可分为单作用和双作用,单作用泵体结构大多为圆型而双作用泵体结构为椭圆型，平面型泵的主要缺点是效率很低，一般在25%—30%左右，故耗电量大，2BE1系列水环真空泵采用椭圆型泵体，泵的性能显著提高，效率可达37%—45%水环真空泵。新型的双吸水环真空泵效率成倍提高，当在功率仅仅增大15%-25%时，效率就能达到60%以上。其中比功率达到80kw/m3的先进水平，成为高效率的节能产品。同时双作用比单作用具有抽气量大，径向力自动平衡等优点也能更适应节能的要求。椭圆形与平面型相比，可明显减少水力损失水环真空泵。 / }! r; Z. h, k# p, w/ p& l1.3 叶轮结构" G9 I! o# c+ H, B# G4 L7 i 水环真空泵在运行过程中，叶轮起着至关重要的作用。电机将能量传给叶轮，而叶轮把能传给介质，以使在运转过程中形成水环。叶轮的结构形式是由水力设计确定的。叶轮如果设计不好，则将严重影响泵的工作效率和使用寿命，从而造成资源浪费。因此可以从以下几个方面考虑
     Q叶片的弯曲方式。 ( q 图1：不同的β2对应有不同的c2值 根据流体力学分析可知：当叶片向后弯曲时（ ），向后弯曲叶片使液体增加静压头，使它能克服高压而流入需用的地方或者升高到某一高度，而圆周速度不是很大。因此对于水环真空泵而言水环就不能获得足够的能量用来压缩气体。如果采用径向直叶片（ ），水环真空泵工作便得以改善；但仍不如向前弯曲（ ）的叶片，而带有前倾角的直叶片工作也不理想。因为从这个角度上选择向前弯曲（ ）的叶片最好，增加了叶片出口处液体速度减小了静压头，提高了真空度，在相同的尺寸下有较大的抽速和较高的等温效率，从而提高泵运行工作中的效率叶轮半径比。 r叶轮叶片之间设置加强筋，在保证叶片强度的前提下，降低叶轮半径比v的取值，建议取v=0.4，这样既减轻了叶轮的质量又增大了吸气腔，提高了泵的效率[6]。 1.4 调压孔的设计: [1]设计调压孔的作用是消除泵在运转过程中所产生的过压缩或压缩不足的现象，而这两种现象都会过多消耗功率。分析两者产生的原因可知，为了使泵的压缩比根据需要而改变，也就是使排气口角度适当的变化，于是就在排气口下面设计了橡皮球阀结构，以便当达到排气压力时，在排气口前球阀自动开启而将气体排除，这样就消除了过压缩现象。在设计时可用最低压强来确定压缩比，以此来顶排气口位置，这样也就避免了压缩不足的现象。从而避免过多功率的消耗。密封方式水环真空泵的轴封有内装式单端面密封和外装式单端面密封、普通的和可逆式双端面机械密封。使用单端面密封，势必存在密封端面不能获得润滑的问题。而普通的双端面机械密封虽然能改善润滑条件和提高密封性能，并把气相密封转化为液相密封,有效防止空气内漏和被输送气体的外漏,但却不能实现泵运行和停泵时均无工作介质外漏。所以此类泵机封的失效次数较多,造成泵的容积效率和机械效率较低,每年需大量的检修费用,同时给安全生产带来较大的隐患。根据该种泵的这个特点，
     而选用了可逆式双端面平衡型静止式波片弹簧密封。这种密封有如下特点:①采用双密封带封液结构除了有双重保险作用外，所注入的封液有助于改善润滑条件。双密封相对于介质被密封气体来说，双端面机械密封使用;对工作介质被密封液体来说，作串联式机械密封使用。因此成功实现了泵运行和停泵时均无被密封气体和被密封液体外漏,也无空气内漏。进而提高了机器的容积效率,降低了能耗。②双向可逆式平衡型密封的设计降低了pv（压强与体积之积）值,减少了热量的产生和摩擦损失,提高了机器的容积效率 2.1 智能化的选择水环真空泵应用广泛,但很多用户对其特性了解不多,在选型时,很少考虑如何节能降耗,因此采用智能化控制的方式,使真空泵在吸入真空度变化而质量流量恒定、吸入真空度恒定而质量流量变化等不同工况下运转时达到节能、节水、提高效率的目的[8]。水的温度和清洁度 
             水环真空泵的性能受介质和工作条件影响很大，水环真空泵适用于抽吸或输送温度在-10 — 40 、工作水温为0 — 35 范围内工作[9]。如果介质水中带有杂质的话，会引起过早的磨损或因为结垢而使泵轴断裂[10，11]，因为只能用清水或轻度浑浊的水作为辅助液体[12]。温度过高可能引起汽蚀现象；温度过低会影响真空度，都对泵的效率产生影响。合理的补水量 ^作用在转子叶轮上的能量被液体接受并传给压缩的气体，这样就造成了水环的温度升高。水环的部分水和气体一起压缩排除泵外。在压缩过程中产生的大部分热量被带走。因而需要不断的补充水，较合理的补充水量可以起到提高泵的容积效率降低消耗功率的目的。过小的补充水量会使泵的密封效果变差，过大的补充水量不但会使泵的轴功率显著增加，而且反而会使容积效率降低，这主要是水环厚度增加，导致月牙形吸气空腔减小。
         一般地，供水量应随吸入压力的减小而增加。 2.4 叶轮的汽蚀叶轮进口处或液体高速流动的地方一般容易发生汽蚀，腐蚀部位常发生在气体分布器和叶轮出口处。汽蚀的发生会加速了 [2]的磨损和叶片磨损,会使填料等密封失效，并伴随抽气量的下降等影响了设备安全和降低效率。因此在设计过程中也必须考虑材料的选择问题。针对不同的行业，有不同材质的选择，这需根据厂家面对客户的不同而具体问题具体分析。结论结合以上的分析可知，提高水环真空泵的效率应该从结构设计、运行工况两个方面分析考虑，只有从这个角度出发才能设计出高效率、高性能、高节能的水环真空泵，从而为我国泵业做一份贡献。