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液環(huán)泵適合于化學(xué)工業(yè)方面嗎?
標(biāo)簽: 化學(xué)工業(yè)
2023-05-06  閱讀

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  【康沃真空網(wǎng)液環(huán)屬于容積泵,如圖1所示,葉輪在泵腔內(nèi)是偏心安裝,當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)迫使工作液沿著泵腔內(nèi)壁形成一個(gè)等厚的旋轉(zhuǎn)液環(huán)。

  液環(huán)泵適合于化學(xué)工業(yè)方面嗎?

  圖1 液環(huán)泵剖面圖

  于是在兩個(gè)相鄰葉片、葉輪輪轂和液環(huán)內(nèi)表面之間形成一個(gè)“氣腔”,隨著葉輪旋轉(zhuǎn),氣腔在泵的吸氣區(qū)的體積逐漸增大,其內(nèi)部壓力下降,從而將氣體吸入泵內(nèi)。

  相反,氣腔在排氣區(qū)的體積則逐漸變小,其內(nèi)部壓力上升,從而將氣體排出。

  液環(huán)泵有單級(jí)和雙級(jí)兩種,單級(jí)液環(huán)泵工作壓力范圍為 (1000~150)mbar,入口壓力低于150mbar 時(shí)抽速急劇下降,抽氣效率較低。

  雙級(jí)液環(huán)泵工作壓力范圍為(1000~30)mbar,在入口壓力較低的情況下仍有較大抽速。

  液環(huán)泵非常適合于化學(xué)工業(yè),其內(nèi)部零件不存在相互接觸,無(wú)需潤(rùn)滑。液環(huán)泵的工作液有兩個(gè)作用:一是用于密封,二是用于冷卻。

  常用的工作液是水,亦可以用與工藝介質(zhì)相適應(yīng)的其他液體,如低粘度的油、乙二醇以及其他工藝溶劑如甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和乙苯等,這些密封液可以采用如圖2所示的全循環(huán)系統(tǒng),以避免對(duì)環(huán)境的污染。

  液環(huán)泵有許多優(yōu)點(diǎn):

  1)操作簡(jiǎn)便,運(yùn)動(dòng)部件少,泵腔內(nèi)沒(méi)有潤(rùn)滑油,不存在油的污染問(wèn)題;

  2)密封液的選擇范圍廣;

  3)既適合于抽可凝性蒸汽, 又可以抽非可凝性氣體;

  4)可以抽除氣流中的小液滴和微小顆粒;

  5)可以選擇不同的結(jié)構(gòu)材料,標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品是全鑄鐵和全 316 不銹鋼,亦可以用合金鋼 20 和哈氏合金材料。

  液環(huán)泵適合于化學(xué)工業(yè)方面嗎?

  圖2 全密封液循環(huán)系統(tǒng)

  液環(huán)泵最大的缺點(diǎn)就是功耗比其他機(jī)械類(lèi)的真空泵要大,如滑閥泵消耗在密封、軸承、帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的功率占總功率的 30%~40%,而液環(huán)泵在上述方面消耗的功率占總功率的 60%~75%。

  另外,液環(huán)泵的極限壓力受到密封液蒸汽壓的限制,例如液環(huán)泵用水作為密封液,其極限壓力就是水在工作溫度下的蒸汽壓,當(dāng)水溫在 20℃時(shí),其極限壓力就是 3200Pa。

  同時(shí),液環(huán)泵在低的入口壓力下會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象,造成汽蝕的原因是:當(dāng)泵的入口壓力低于密封液的蒸汽壓時(shí),密封液迅速沸騰,并產(chǎn)生大量氣泡,在氣泡上升、破裂過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力,并從表面剝離少量金屬,如果這種氣蝕持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng),就會(huì)對(duì)泵造成嚴(yán)重?fù)p害,見(jiàn)圖3所示。

  液環(huán)泵適合于化學(xué)工業(yè)方面嗎?

  圖3 泵的葉輪由于汽蝕遭到損壞

  液環(huán)真空泵在汽蝕狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間工作,會(huì)造成泵的噪聲、振動(dòng)變大,乃至對(duì)泵造成損壞,因而應(yīng)盡量防止水環(huán)真空泵在汽蝕狀態(tài)下工作,可經(jīng)過(guò)以下措施來(lái)防止汽蝕的發(fā)生:

  1)降低工作液的溫度

  在液環(huán)真空泵工作壓力點(diǎn)為固定值的前提下,降低工作液的溫度后作業(yè)液的飽和蒸氣壓會(huì)隨著溫度的降低而降低,當(dāng)工作液的飽和蒸氣壓低于泵的工作壓力一定程度時(shí)就可以達(dá)到避免汽蝕的效果。

  2)降低吸入氣體溫度

  如果吸入氣體溫度過(guò)高,氣體在與泵內(nèi)液體接觸時(shí),壓縮熱以及氣體本身的熱量都會(huì)傳遞到液體中,從而使液環(huán)溫度升高,也就是使泵腔內(nèi)液體的飽和蒸汽壓升高。

  相反,降低吸入氣體溫度可以降低液環(huán)溫度,從而降低泵腔內(nèi)液體的飽和蒸汽壓。同理,當(dāng)吸入的氣體是飽和蒸汽時(shí)要比是吸入干空氣時(shí)要更容易產(chǎn)生汽蝕。

     3)保持充足的供液量

  工作液作為液環(huán)真空泵的工作介質(zhì),同時(shí)也能帶走泵內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的熱量起到冷卻作用。

  充足的工作液供液量可以降低工作液的溫升,較低的液環(huán)溫度就有較低的飽和蒸氣壓,就能避開(kāi)汽蝕產(chǎn)生的條件。

  所以當(dāng)設(shè)計(jì)工作液為閉環(huán)的機(jī)組時(shí)為保障充足的供液量,工作液管道的長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)、尺寸不能太小,選擇冷卻器的管阻也不能太大。工作液管道堵塞時(shí)也要及時(shí)疏通清洗。

  4)提高選型的準(zhǔn)確性,使真空泵運(yùn)行在安全區(qū)域

  在選型階段,確定真空泵吸入壓力及進(jìn)水的溫度時(shí)應(yīng)避開(kāi)真空泵能輕易產(chǎn)生汽蝕的范圍,即防止真空泵在臨界溫度或臨界吸入真空壓力以內(nèi)的區(qū)域運(yùn)行,盡量避免汽蝕的產(chǎn)生。

  5)安裝汽蝕保護(hù)管路

  安裝有汽蝕保護(hù)管的真空泵,汽蝕過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡是在壓縮過(guò)程時(shí)破裂,從外部引入壓力較高的不凝氣體可以及時(shí)補(bǔ)充因氣泡破裂出現(xiàn)的空穴,這樣可以大大減輕汽蝕對(duì)泵的危害并降低汽蝕導(dǎo)致的噪聲和振動(dòng)。

  6)配大氣噴射器

  大氣噴射器是利用液環(huán)真空泵工作時(shí)與大氣壓之間的壓差,將大氣引入工作噴嘴,得到超音速射流,在混合室造成真空,從而將被抽氣體吸入。兩股氣體混合后,經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓管,由液環(huán)真空泵將混合氣體帶走。

  此時(shí)大氣噴射器的極限真空度可以達(dá)到10 mbar以下,而液環(huán)真空泵的進(jìn)氣口壓力一般在120~160mbar,在這壓力范圍是不會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的。

  液環(huán)泵適合于化學(xué)工業(yè)方面嗎?

  7)選用具有更低的飽和蒸汽壓的液體作為工作液。比如:乙二醇溶液、潤(rùn)滑油等。選擇工作液時(shí),其密度、黏度等最好能與水相接近。

  8)泵的葉輪、圓盤(pán)選用抗汽蝕沖擊較強(qiáng)的材質(zhì)。比如304,316不銹鋼材質(zhì)等。

    當(dāng)真空泵應(yīng)用于既有腐蝕又有汽蝕發(fā)生的場(chǎng)合時(shí),如果選用材質(zhì)不合適,汽蝕與腐蝕共同作用,將會(huì)大大縮短真空泵的使用壽命。