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如何提高真空泵(bèng)性能方(fāng)法

發布時間:2017-8-3 17:27:51 來源:www.gongshanglaw.com 作者:龍洋泵閥 瀏覽量:427

1、真(zhēn)空泵進口處真空調節閥使用:

真空泵一般是用來抽真空的,但(dàn)是並不是(shì)所有的場合均要(yào)求真空(kōng)度(dù)越低越好,而有的場合是要求控製在某一需要(yào)的真空度範(fàn)圍內,或者是真空泵的泵腔內壓(yā)力(lì)過低,泵腔(qiāng)內會發生嚴重的汽(qì)蝕,造成泵(bèng)的振動(dòng)、噪聲(shēng)過大而影響使(shǐ)用的時(shí)候,可以(yǐ)在(zài)泵的(de)吸氣區(qū)域增加(jiā)一個(gè)真空(kōng)調節閥(fá),在上述情(qíng)況發生時,可(kě)以適(shì)當打開調節閥以緩(huǎn)和振(zhèn)動(dòng)和(hé)噪聲的影響(xiǎng),或(huò)者是降低真空度,達到(dào)需要的真空度(dù)要求(qiú)。這是為了更加合理地應用真空泵的一種方法(fǎ)。

2、大(dà)氣(qì)噴射器的使用:

任(rèn)何液體在任何(hé)溫度下均存在(zài)一個汽化(huà)壓力,水環式真空泵的(de)極限真空度,和(hé)真空泵液環(huán)流液體飽和蒸汽壓(yā)有關,飽和蒸汽壓高的介質,真空泵的極(jí)限真(zhēn)空度(dù)越低,反之,極(jí)限真空度越高。從圖1我們可以(yǐ)看出(chū),真空泵(bèng)在1-5的吸氣過(guò)程中,該腔體(tǐ)內(nèi)形(xíng)成了真(zhēn)空(kōng)狀(zhuàng)態,由道爾頓定律可知,液環在葉輪(lún)的攪拌下,我們認為空腔1-5內充滿了液環流的(de)飽和蒸汽壓(yā)和吸入氣體的壓力的和,當吸入氣體量為(wéi)零時,真(zhēn)空泵的吸入壓力,真空度,這時1-5腔內的壓力即為液環的飽和蒸汽壓。所以真空泵進(jìn)口的壓力一定(dìng)是作(zuò)為液環(huán)介質在該溫度下的飽和蒸(zhēng)汽壓力值。



 大氣噴射(shè)器作用原理圖

圖2  大氣噴射器作用原(yuán)理(lǐ)圖


如果在液環介質不變的情況下,我們(men)可以通過在(zài)真空泵進口處安裝大氣噴射裝置提高液環(huán)泵的真空度,如圖2,當真(zhēn)空泵(bèng)剛開(kāi)始抽吸(xī)被抽(chōu)氣體時,這時(shí)被抽氣體(tǐ)的真空度(dù)較低,我們(men)打(dǎ)開圖2中的閥(fá)門1,關閉閥門(mén)2,當被(bèi)抽氣體的壓力變低後(hòu),降到60~30mmHg的壓力時,打開(kāi)閥門2,關閉閥門1,這時因為被抽(chōu)氣體的係統壓力較低,較大的壓差使外(wài)界的大氣或者(zhě)來自氣液分(fèn)離器的氣(qì)體從閥門2進入大氣噴射器(qì),氣體會快速的通過大氣噴(pēn)射器的噴嘴,在噴嘴內氣流速度(dù)進一步加快,噴嘴後壓力迅速降低,以至(zhì)形成噴嘴後的高真空,由於噴嘴後(hòu)的低壓腔和被(bèi)抽氣(qì)體相通(tōng),這樣被抽(chōu)氣體會(huì)進一步被(bèi)泵抽(chōu)走,被(bèi)抽氣(qì)體的空腔內會形成更高的真空度,而真空(kōng)泵(bèng)的(de)抽氣量會增加(jiā),真空泵(bèng)內的真空度反(fǎn)而會降低,這樣還會(huì)有效改善(shàn)泵腔內低壓造成的汽蝕、振動和噪音等問(wèn)題。

大氣噴(pēn)射器對真空泵性(xìng)能的改變(biàn)曲線圖

圖(tú)3 大氣(qì)噴射器對真空泵性能的改變曲(qǔ)線(xiàn)圖(tú)


圖3是(shì)加(jiā)大氣噴(pēn)射器後被(bèi)抽(chōu)係統的真(zhēn)空度變化圖,由圖可以看(kàn)出,增加大氣噴射(shè)器後,被抽係統的真(zhēn)空度(dù)會(huì)變得很高,但(dàn)是泵的功率基本(běn)沒有變化,說明大氣(qì)噴射器作用進提(tí)高被抽係統極限真空度,泵(bèng)的軸功率(lǜ)不變。

需(xū)要(yào)說明的是(shì),大氣噴(pēn)射器(qì)的作用不僅是(shì)提高了被(bèi)抽(chōu)係統的真空度,當泵在非常低的壓(yā)力(lì)下工作(zuò)時(shí),泵(bèng)腔內會產生汽蝕現象,會使(shǐ)泵的振動和噪(zào)音(yīn)增加,利(lì)用(yòng)大氣噴射器不僅可以使(shǐ)真空泵不需要在很抵的壓(yā)力(lì)下工作,而且對提(tí)高真空泵運行的(de)平穩性(xìng)也是非常重要(yào)的。

我(wǒ)們以水作為液環泵的(de)工作液時(shí),當水(shuǐ)溫上升到30℃,在真(zhēn)空度8kPa(abs)附近時泵腔內就會發生汽蝕。如果在泵的吸氣口串聯上(shàng)大氣噴射器(qì)就會使泵在1.3~2 kPa(abs)內穩定(dìng)運行,此時真空泵腔內的運(yùn)行壓力為13 kPa(abs) 左右,不發生汽(qì)蝕(shí)。大氣噴(pēn)射器靠大氣或者真空泵排出(chū)的氣體驅動,而不需(xū)要任(rèn)何動力。

3、補(bǔ)充工作液係統(tǒng)對真空泵性能的影響

補給工作液必須是連續不(bú)斷的進行。但是以(yǐ)何種方式進(jìn)行(háng)補給(gěi)工作液,補給工作液的流量(liàng)、壓力是如何確(què)定的(de),才(cái)能提高真空(kōng)泵的(de)性能(néng)。

4、用降低(dī)工作液(yè)溫度(dù)的方法提高真(zhēn)空度(dù)和抽氣組

知道液體的汽(qì)化壓力和液體的溫度有很大(dà)的關係,溫度高,汽化壓力高(gāo),導致泵的真空度低,所以降低工(gōng)作液的溫度(dù)是有利於提高泵的真(zhēn)空度的,對(duì)於(yú)較(jiào)高(gāo)溫度的工作液,我(wǒ)們需要通過換熱降(jiàng)低(dī)工(gōng)作液溫度的(de)方法來(lái)提高真(zhēn)空泵的真(zhēn)空度。如圖4。我們(men)以(yǐ)水為例,水(shuǐ)在(zài)20℃飽和蒸汽壓為0.0233bar,水在50℃飽和蒸汽壓為0.1234bar,飽和蒸(zhēng)汽壓提高了5倍多(duō)。

用換熱器降低工(gōng)作液溫度圖


圖4 用換熱器降低工(gōng)作液溫度圖
1.真(zhēn)空泵 2.氣水分(fèn)離器 3.冷卻器


液(yè)環的(de)溫度對泵的氣量影響很大(dà),真空度越高時這種(zhǒng)影響也越明顯,水溫升高,氣量下降,定量的變(biàn)化可以用下(xià)列公式(shì)進行計算(suàn):

Qt=Q15*(P1-Pt)/(P1-P15) (1)

其中:

Qt—水溫為t℃時的氣量(m3/min)

Q15--水溫為15℃時的氣量(m3/min)

P1—水環泵吸入(rù)壓(yā)力(lì)(mmHg)

Pt—水溫為t℃時的(de)飽和蒸汽壓(mmHg)

P15--水溫為15℃時(shí)的飽和蒸汽壓(mmHg)

由(yóu)此可見,水環式(shì)真空泵的液環溫度對(duì)真空泵的真空度、氣量均有影(yǐng)響,所以降低水環泵的液環溫(wēn)度是非常必要(yào)的。

5、用不同的工作液來提高真(zhēn)空泵的性(xìng)能

水(shuǐ)和油(yóu)的汽化壓力,在相同的溫度(dù)下,差別較大。我們(men)分別用(yòng)水(shuǐ)和(hé)油作為水(shuǐ)環泵的液環,泵的口徑分別(bié)為50、80mm,從圖5可以(yǐ)看出(chū),在300mmHg的壓力以上的點水作(zuò)為真空泵的液環(huán)和油(yóu)作為真空泵的液環基本上具(jù)有相同的抽(chōu)氣(qì)量(liàng),但是在低(dī)於300mmHg以(yǐ)下的壓力點,我們看到(dào)油環的吸入氣量要大(dà)於水環,並且壓力越低越明顯(xiǎn)。並且水(shuǐ)環的極限真空壓力是20mmHg,而油環的極(jí)限真空壓力為4mmHg左右,相差較大。 從上圖(tú)可以很明顯看(kàn)出,液環(huán)的飽和(hé)蒸汽壓對(duì)提高液環泵極限真(zhēn)空度(dù)關係密切。

真空泵氣量與壓力關係性能曲線圖

圖5 真(zhēn)空泵氣量(liàng)與壓(yā)力關係性能曲線圖

6、從不同的位置補液提(tí)高真(zhēn)空泵的性能

在真空(kōng)泵腔內,①~⑤為泵體內的低(dī)壓腔(qiāng)區域,而⑦~11為高(gāo)壓腔區域,假(jiǎ)如(rú)補液口位(wèi)置在低壓(yā)區(qū),那麽外界的供液(yè)可以通(tōng)過(guò)泵本(běn)身的自吸方式實現補液,對(duì)補液壓力要(yào)求較低。如果(guǒ)在高壓腔補液,那麽補液壓力須大於(yú)泵(bèng)腔內的壓力才能進行(háng)泵腔內(nèi)的補液,否則工作液(yè)得不到及時補充,就會造成(chéng)氣體(tǐ)從壓縮腔回流到(dào)吸入腔,影響真空泵的性能。經過多次驗證發(fā)現(xiàn),利用(yòng)泵自吸的方(fāng)式(shì)進行(háng)補液,對(duì)泵的性能有降(jiàng)低作用(yòng),因為泵在(zài)吸(xī)入腔處進行補給液或從葉輪端麵進行(háng)補液,工作液已經(jīng)開始工作了一段(duàn)時間(jiān)(從工作液壓縮氣體完成時(shí)為起點),也就是能量有了一定的(de)損(sǔn)失,再加上這時補(bǔ)液會(huì)對液環產生衝擊損失,也減(jiǎn)少(shǎo)了工作液對氣體的有效做功,消耗了一部分能量。如(rú)果把(bǎ)補液放(fàng)在圖1的11氣室位置,補給液獲得了充(chōng)分的能(néng)量,並在(zài)幾乎沒有能量損失(shī)的情況(kuàng)下參(cān)與下(xià)一輪的吸、排氣過程,所以(yǐ)在高壓腔(qiāng) 位置補液對提高(gāo)真空泵性能是有好處的。

但是並不是補(bǔ)液的(de)壓力越高越好,經(jīng)過驗證壓力一般在(zài)1~1.5bar的壓力是(shì)較合理的,否則壓力太高,補充的液體過多,使得液(yè)體占據了(le)抽吸氣(qì)體的空間(jiān),真空泵的抽氣量和排氣壓力(lì)都會(huì)降(jiàng)低,同時泵(bèng)輸送的液體量增加,所以軸(zhóu)功(gōng)率會(huì)增大,泵效率降低,同(tóng)時有振動和噪聲產生,並周期性(xìng)地從泵的排氣口排出大(dà)量的(de)水。

7、合理的補充工作(zuò)液且提高(gāo)真(zhēn)空泵性(xìng)能

工作液的補(bǔ)給量(liàng)在(zài)什(shí)麽情況下為(wéi)合(hé)理,讓真空泵處(chù)於一種(zhǒng)的運行狀態,可以(yǐ)通過(guò)計算的方式(shì)來確定補給液的量。 有人常(cháng)常認為,隻(zhī)有動力(lì)損(sǔn)失(shī)部分才轉換為(wéi)熱,對幹(gàn)輸送氣體的泵(bèng)則不然,它是把軸功(gōng)率全部轉化為熱。 通過(guò)計算(suàn),可(kě)以很清(qīng)楚地對真空進(jìn)行補(bǔ)液,這種(zhǒng)合理的補液,可以充分發(fā)揮液環的作用,把(bǎ)真空泵壓縮氣體產(chǎn)生的(de)熱及時排出泵腔外,保證真空泵(bèng)液環的溫度不(bú)會大幅升(shēng)高,對液(yè)環泵的(de)葉輪和泵體間(jiān)的間(jiān)隙進行有效的密封,提高真空泵的容(róng)積效率(lǜ),及時補充(chōng)隨氣體排出泵腔外的工作液,潤滑軸封等作用,同時提高真空泵的(de)運行可靠(kào)性、平穩性和效率。

8、特殊(shū)的氣(qì)液分(fèn)離(lí)裝置提(tí)高(gāo)溶解性氣體的利用率

液環(huán)泵的突出優點(diǎn)就是可(kě)以輸送有毒、有害(hài)、易燃(rán)和易爆的氣體,不會對(duì)環境和人造成(chéng)傷害(hài),另一(yī)突出優(yōu)點是液環(huán)泵的壓縮過(guò)程可以認(rèn)為是等溫壓縮的,這(zhè)樣對幹易燃、易(yì)爆氣體的(de)壓縮不會發生燃燒和爆炸(zhà)的(de)危險.但是如果抽送的(de)氣體溶(róng)解於液環(huán)中(zhōng),那麽液環(huán)泵的(de)抽氣量會發生變化,越容易溶(róng)解(jiě)在液環中的氣體,氣(qì)體體積變(biàn)化(huà)越大,抽送的(de)氣體量越少,所以針對這種情況,為了盡可能回收溶幹液環中的氣體,氣液(yè)分離器可(kě)設(shè)置為如圖6所示的結構。從圖中可以看出,從(cóng)真(zhēn)空泵排出的氣體首(shǒu)入一級(jí)氣(qì)水分離器,並且被排出(chū)的氣體從這個分離器中排出,飽含溶解氣體的工作液被輸送到下(xià)一級低壓氣水(shuǐ)分離器,由於壓力的降低,溶解在(zài)液體中的氣體被釋放出來(lái),被釋放的氣體輸送到泵的進口,參與循環。由於工作(zuò)液的循環使(shǐ)用,從下一(yī)級(jí)分(fèn)離器分離(lí)出來(lái)的液體壓力變得很低,需要(yào)用泵(bèng)增壓再對真(zhēn)空泵進行補液。


對溶解性氣(qì)體的特殊分(fèn)離圖


圖6 對溶(róng)解(jiě)性氣體的特殊分離圖

1.真空泵 2.氣水分離器 3.低(dī)壓氣水分離器(qì) 4.泵 5.冷卻器(qì)


總結(jié)一下:

從上述的有關真空泵的敘述中(zhōng)可以看(kàn)出(chū),真(zhēn)空泵的性能改善(shàn)措施有多種(zhǒng),僅列舉了應(yīng)用過程中的(de)幾種較為典型的幾種方法(fǎ),關(guān)於設計方麵有關改善和提高真空(kōng)泵性能的方(fāng)法,如關(guān)於泵體(tǐ)與葉輪端(duān)麵的間(jiān)隙(xì)對真(zhēn)空泵(bèng)性能的(de)影響,轉速(sù)的變化對(duì)真空(kōng)泵性能的改變等等,在應用中的具體情況可以(yǐ)加以區別利用,這對(duì)提(tí)高(gāo)真空泵(bèng)的性能,提高真空泵(bèng)運行的平穩性和可靠(kào)性會起到一個積極的作用。

產品(pǐn)實物圖:

2BV水環式真空泵

2BV水環式真空泵

2X旋(xuán)片式真空泵

2X旋片式真空泵

本文標(biāo)題:如何(hé)提高真(zhēn)空泵性(xìng)能方(fāng)法
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