( 液) 環(huán)真空泵的結(jié)構(gòu)分析及節(jié)能研究

1、水（液）環(huán)真空泵的結(jié)構(gòu)分析及節(jié)能研究曹民（黑龍江龍馬化纖有限公司，黑龍江阿城）摘要：水（液）環(huán)式真空泵為多種行業(yè)比較重要的設(shè)備之一。簡(jiǎn)述了水（液）環(huán)真空泵的應(yīng)用行業(yè)、結(jié)構(gòu)形式以及各種結(jié)構(gòu)形式節(jié)能的對(duì)比。關(guān)鍵詞：水（液）環(huán)真空泵；平面式；錐體式；真空技術(shù)（，）：，：；水環(huán)真空泵的應(yīng)用領(lǐng)域水（液）環(huán)式真空泵為許多行業(yè)的重要生產(chǎn)設(shè)備，主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：造紙工業(yè)：低真空風(fēng)機(jī)、錐體式水環(huán)真空泵、網(wǎng)部、壓榨抽真空系統(tǒng)、干燥部冷凝水（熱泵）系統(tǒng)、冷凝器抽真空機(jī)組。煤炭、礦山、冶金行業(yè)：煤炭洗選真空脫水、礦井瓦斯抽放、礦石礦粉洗選真空脫水。采油行業(yè)：注水脫氧、真空精煉、真空成形、真空輸送、真空夾持?；瘜W(xué)工業(yè)

2、：蒸發(fā)、蒸餾、真空過濾、氣體壓縮、單體回收、溶劑回收、真空干燥。電力工業(yè)：冷凝器抽真空機(jī)組、粉煤灰負(fù)壓輸送、汽油機(jī)密封抽氣、污泥脫水、冷凝器氣體萃取、煙道氣脫硫。卷煙行業(yè)：卷煙機(jī)負(fù)壓系統(tǒng)、煙葉真空回潮系統(tǒng)。通用工業(yè)：食品飲料、制糖行業(yè)、制藥行業(yè)、包裝印刷行業(yè)、塑料橡膠行業(yè)、航空測(cè)試。水（液）環(huán)真空泵的結(jié)構(gòu)形式水（液）環(huán)式真空泵目前只有兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（完全是美國(guó)的技術(shù)）：平面式：進(jìn)氣口和排氣口設(shè)計(jì)在平面端面（即圓平盤）上；錐體式：進(jìn)氣口和排氣口設(shè)計(jì)在錐體柱面上（如圖）。錐體開口設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)在世紀(jì)年代，而在此之前，平面開口泵是世界上的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品?，F(xiàn)在仍保留平面設(shè)計(jì)技術(shù)用于制造最小型的真空收稿日期：作者

3、簡(jiǎn)介：曹民（），黑龍江龍馬化纖有限公司，助理工程師。黑龍江紡織第期年月， 泵。但是對(duì)于大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用而言，能耗與泵的性能倍受客戶關(guān)注，因而所用的真空泵均為錐體開口泵。目前，中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的液環(huán)式真空泵仍為平面設(shè)計(jì)，因此可以說采用的還是上世紀(jì)早期的技術(shù)。液環(huán)泵改進(jìn)為錐體式設(shè)計(jì)，從而大大提高了泵的抽氣能力。錐體式的真空泵還有一個(gè)特點(diǎn)就是允許在泵的入口處加上冷凝噴嘴，由于錐體進(jìn)氣口和排氣口比平面泵的進(jìn)氣口和排氣口要大很多，所以它允許吸入氣體夾帶較多的液體進(jìn)入泵體而對(duì)泵的效率下降影響不大。這個(gè)特點(diǎn)就允許在泵的入口處加上冷凝噴嘴去冷凝吸入氣體中的可凝性部分，從而使吸入泵的氣體體積由于冷凝的緣故大大減少，這

4、實(shí)際上提高了泵的抽氣能力，必將給工廠帶來直接可觀的經(jīng)濟(jì)效益。錐體式真空泵與平面式真空泵的技術(shù)比較下面將新型的錐體式真空泵和目前國(guó)內(nèi)較普通平面式真空泵在結(jié)構(gòu)和性能等方面作一比較。結(jié)構(gòu)上的重大改進(jìn)（）內(nèi)部進(jìn)氣口和排氣口的革新（圖）。平面泵（進(jìn)氣口和排氣口設(shè)計(jì)在圓平盤上）（進(jìn)氣口和排氣口設(shè)計(jì)在錐體上）錐體式真空泵（）外形上的不同平面泵：采用上部進(jìn)氣和上部排氣的結(jié)構(gòu)。錐體式真空泵：采用上部進(jìn)氣和下部排氣的結(jié)構(gòu)。抽氣量的提高平面泵：（）平面真空泵進(jìn)氣面積小、進(jìn)氣量少。（）進(jìn)氣時(shí)，氣體從端面進(jìn)入葉輪艙，氣道不暢，直接影響到抽氣量。（）如吸入的氣體內(nèi)含液量大，則對(duì)泵的效率影響很大，所以平面泵不能在泵的入口加

5、噴冷卻水去冷凝吸入氣體中的可凝性部分。圖錐體式真空泵：（）改進(jìn)的錐體式開口作為進(jìn)氣通道，使得進(jìn)氣面積擴(kuò)大，進(jìn)氣量增大。（）錐體式開口深入葉輪艙，使得氣體進(jìn)入泵體的通道最通暢，因而抽氣量得到提高。（）圖表示進(jìn)氣中含有大量水汽時(shí)，真空泵的工作效率要下降。在相同的進(jìn)氣條件下，如每立方英尺（約）內(nèi)有加侖（約）額外的水進(jìn)入泵內(nèi)，平面泵效率將下降，而錐體泵只下降。正因?yàn)橛写颂匦裕幢脤?duì)進(jìn)氣中圖曹民：水（液）環(huán)真空的泵結(jié)構(gòu)分析及節(jié)能研究年月黑龍江紡織第期錐體泵液位進(jìn)氣口排氣口排氣口進(jìn)氣口平面泵液位圖圖軸功率，實(shí)際抽氣量，圖真空度，（英寸汞柱）圖額外進(jìn)水量（加侖立方英尺）錐體式泵抽氣能力進(jìn)口條件干空氣飽和空氣

6、溫度（）真空度（）平面泵能耗（）錐體泵能耗（）節(jié)能效果（）含有的水汽并不敏感），所以可在錐體泵的進(jìn)口前加上一個(gè)冷凝噴嘴，在一部分可凝性氣體未進(jìn)入泵體前就將其冷卻，使得泵的抽氣量提高。錐體開口的真空泵在泵入口部分可加冷凝噴水去冷凝可凝氣體，凝結(jié)成的水進(jìn)入泵體，泵的效率將下降很小，而吸入泵的氣體體積由于冷凝的緣故會(huì)大大減少，這實(shí)際上是提高了泵的抽氣能力。這種技術(shù)在發(fā)電冷凝器抽真空中以及化工、造紙等工業(yè)中應(yīng)用是非常有效的。（）表為英國(guó)代表機(jī)構(gòu)評(píng)估錐體式真空泵和普通平面泵在能耗上的比較。特定的進(jìn)口空氣溫度和真空度條件下節(jié)能效果明顯：在抽吸干氣體時(shí)，錐體泵比平面泵節(jié)能；在抽吸飽和氣體時(shí)，錐體泵比平面泵節(jié)

7、能。注：以上測(cè)試均在同等條件下進(jìn)行，錐體泵和平面泵一樣在入口處都不加冷凝噴嘴。如果在錐體泵的進(jìn)口管路上加噴部分冷卻水的話，還會(huì)有更多的蒸汽冷凝下來。（）圖表示在近似馬力（）時(shí)，錐體真空泵比平面泵抽氣量要多將近（），所以在抽吸相同的量時(shí)，錐體泵更節(jié)能。錐體式真空泵比傳統(tǒng)的平面泵更安全可靠啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)安全平面泵（圖）排氣口在泵的上部，所以葉輪偏于泵的上部，靜止時(shí)液位較高，因而啟動(dòng)電流較大；錐體式真空泵（圖）排氣口在泵的下部，所以葉輪偏于泵的下部，靜止時(shí)液位較低，因而啟動(dòng)電流很小。表真空泵設(shè)備特性及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性平面泵（圖）由于進(jìn)氣口和排氣口都在平面端面上部，所以葉輪的每一片端頭只能敞開，整個(gè)葉輪堅(jiān)

8、固性差，且泵的部件較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)；錐體式真空泵（圖）由于進(jìn)氣口和排氣口設(shè)計(jì)在錐體上，錐體深入泵體中，整個(gè)葉輪一次澆鑄而成，葉輪的端頭整個(gè)環(huán)型加固，使得葉輪結(jié)構(gòu)牢固，另外泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 易于維修。泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承的受力情況平面泵（圖）的葉輪偏向外殼的上端，排氣口在泵的上部。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，平面泵壓縮力是由上向下，也就是軸所承受力是壓縮力和葉輪的自身重力的疊加；錐體式真空泵（圖）的葉輪偏向外殼的下部，排氣口在泵體的下部，所以當(dāng)氣體被壓縮后，壓縮力的方向是由下往上，可抵消一部分葉輪的自重，故軸所承受的力小，軸的壽命也比平面泵軸的壽命要長(zhǎng)。當(dāng)泵的工作條件不理想時(shí)，實(shí)踐證明：平面泵的效率每年降低，錐體泵僅為，而理想的工作條件下，錐體泵的效率年降低率可忽略不計(jì)，能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)年之久。錐體泵將給予用戶更多余量當(dāng)任何型號(hào)的錐體液環(huán)式真空泵處理的氣體為飽和氣體時(shí)，液環(huán)式真空泵獨(dú)特設(shè)計(jì)的錐體式開口和獨(dú)一無二的冷凝噴嘴組合，將為用戶提供額外的能力。由于密封液的溫度必定大大低于進(jìn)氣溫度，使得大多數(shù)可凝性氣體產(chǎn)生冷凝，由此減輕了真空泵的負(fù)擔(dān)。結(jié)語(yǔ)綜