【康沃真空網(wǎng)】液環(huán)真空泵的汽蝕現(xiàn)象
液環(huán)真空泵在工作時(shí),在一定溫度下,當(dāng)?shù)蛪禾幍囊后w壓力低于在該溫度下的汽化壓力(即飽和蒸汽壓),液體開始汽化而產(chǎn)生氣泡,并隨液體進(jìn)入高壓區(qū)時(shí),氣泡破裂,周圍液體迅速填充原氣泡空穴,產(chǎn)生水力沖擊。這種氣泡的產(chǎn)生、發(fā)展和破裂現(xiàn)象就稱為汽蝕。
在液環(huán)真空泵的工作過程中,吸入?yún)^(qū)域的絕對壓力與被抽系統(tǒng)的絕對壓力是一致的。也就是說,被抽系統(tǒng)的真空度越高,吸入?yún)^(qū)域的真空度也越高。
液環(huán)真空泵需要用液體作為工作介質(zhì)。每種液體在某一溫度下都有對應(yīng)的飽和蒸汽壓。當(dāng)吸入?yún)^(qū)域的絕對壓力越接近液體的飽和蒸汽壓時(shí),液體越接近沸騰狀態(tài)。這時(shí),在吸入?yún)^(qū)域的工作液表面會產(chǎn)生大量的汽泡,由于液體在工作腔內(nèi)產(chǎn)生的工作液蒸汽會占據(jù)部分工作腔的空間,泵對外的吸氣能力會有所下降。當(dāng)吸入?yún)^(qū)域的壓力達(dá)到工作液的飽和蒸汽壓時(shí),可以認(rèn)為工作腔內(nèi)全部充滿了工作液蒸汽,此時(shí)泵對外的吸氣能力接近于0,而此時(shí)泵的汽蝕現(xiàn)象也為嚴(yán)重。
如果工作液是水,水溫越高,泵的抽氣性能下降越多。
液環(huán)泵的汽蝕損壞和離心式水泵的汽蝕損壞原理是一樣的,都是在汽泡產(chǎn)生和破裂的部位,金屬表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象,嚴(yán)重的會出現(xiàn)蜂窩狀損壞。如果真空泵葉輪在汽蝕部位有較大的殘余應(yīng)力,還會引起應(yīng)力釋放,產(chǎn)生裂紋。
由于泵汽蝕時(shí),氣泡在高壓區(qū)連續(xù)發(fā)生突然破裂,以及伴隨的強(qiáng)烈水擊,而產(chǎn)生噪聲和振動??梢月牭较癖顾频呐九镜穆曇簟?shí)測結(jié)果表明,汽蝕引起的振動頻率范圍為600~25000Hz,壓力達(dá)49MPa。
如果上述氣泡在金屬表面上破裂,金屬表面將受到連續(xù)強(qiáng)烈的水擊,出現(xiàn)麻點(diǎn),金屬晶粒松動并剝落而成蜂窩狀,甚至穿孔。汽蝕破壞除機(jī)械作用外,還伴隨有電解、化學(xué)腐蝕等多種復(fù)雜的作用。實(shí)際破壞情況表明,泵過流部件汽蝕破壞的部位,正是氣泡消失的地方。
液環(huán)真空泵汽蝕問題解決方法
汽蝕是由液體氣化導(dǎo)致的,液體分子逸出變成氣體分子,稱為“氣化”。真空泵產(chǎn)生汽蝕后不但對過流元件產(chǎn)生毀壞作用,還會產(chǎn)生噪聲和振動并導(dǎo)致泵的性能下降,嚴(yán)重時(shí)會使泵中液體中止,使其不能正常作業(yè)。液環(huán)真空泵在汽蝕狀態(tài)下短時(shí)間作業(yè),會造成泵的噪聲、振動變大,乃至對泵造成損壞。
液環(huán)真空泵氣蝕問題解決方法:
1.適當(dāng)降低工作液的溫度
在液環(huán)真空泵工作點(diǎn)為固定值的前提下,適當(dāng)降低工作液的溫度可以達(dá)到防止汽蝕的效果。
2.正確選型:使真空泵運(yùn)行在安全區(qū)域,提高選型的準(zhǔn)確性
在選型階段,取舍真空泵吸入壓力及水的熱度時(shí)應(yīng)盡量避開真空泵容易產(chǎn)生汽蝕的壓力范圍,即防止真空泵在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,避免加重汽蝕的產(chǎn)生。
3.裝置汽蝕掩護(hù)管:安裝汽蝕保護(hù)管路或單向閥
裝置有汽蝕掩護(hù)管的真空泵,汽蝕內(nèi)中中產(chǎn)生的氣泡在壓縮內(nèi)中時(shí)破裂,從內(nèi)部引入壓力較高的不凝氣體可以及時(shí)補(bǔ)充因氣泡破裂而涌現(xiàn)的空間,那樣能夠大大加重汽蝕對泵的危害并升高汽蝕導(dǎo)致的噪聲和振動。
4.配大氣噴射器
大氣噴射器作用是利用大氣壓絕對于真空泵的壓差,產(chǎn)生大氣射流,在噴射器內(nèi)失掉比真空泵更低的抽吸壓力,從而消除真空泵的極限壓力,預(yù)防真空泵汽蝕,起到掩護(hù)真空泵的作用。因?yàn)榇髿鈬娚淦魇菫榱祟A(yù)防真空泵汽蝕、掩護(hù)真空泵而設(shè)置的,正常設(shè)置有大氣噴射器的真空泵,抽吸構(gòu)成的真空要好于沒有裝的。
5.使用更低的飽和蒸汽液體作為作業(yè)液
將作業(yè)液由原來的水改為變壓器油,其極限真空度因油的飽和蒸汽壓較低失去較高的晉升。在抽除凈化較大的氣體及在某些非凡作業(yè)場合時(shí),真空泵的作業(yè)液也可用其它液體(可用丙醇、乙醇、二甲苯、苯胺、鹽酸安非拉酮等粘度較低的有機(jī)溶劑),其極限真空度由作業(yè)液的飽和蒸汽壓決定。
6.泵的葉輪、圓盤等采用防汽蝕能力較強(qiáng)材料
不同的材料抗汽蝕威力有非常顯然的區(qū)別。影響材料抗剝蝕威力的成分很多,通常存在高硬度和高彈性的材料抗剝蝕威力較強(qiáng)。此外推薦低碳鉻鎳合金鋼,如13Cr4N作為在汽蝕狀態(tài)下作業(yè)的水力機(jī)械材料,存在較好的抗剝蝕性能。對葉輪涂層的步驟比較罕見,非金屬涂料涂敷采納環(huán)氧樹脂、尼龍粉、聚氨酯等。在流道內(nèi)堆焊合金或噴涂合金預(yù)防汽蝕損壞也獲得了預(yù)防的目的,如不銹鋼焊絲堆焊法、不銹鋼板鑲焊修復(fù)法、合金粉末噴焊。