水环式真空泵抽力降低原因分析及改进措施

谢智勇

（新疆有色金属研究所 乌鲁木齐 830000）

0 前言

在有色金属冶金和化工产品生产中，为保持一定真空环境而采取的抽真空工艺是非常重要的生产工序环节，该环节的关键设备就是真空泵。水环式真空泵因其具有生产成本低、效率高、稳定性好、故障率低等优点，在有色金属选矿、冶金前段脱水以及后序的结晶和固液分离过程中应用较多。但在生产过程中，会经常出现各种故障，如抽力下降、真空度不够等问题，造成生产效率降低，固液分离不充分。下面分别从水环式真空泵的工作原理、抽力降低原因进行分析，并针对各真空度达不到要求的原因提出改进措施。

1 水环式真空泵工作原理

水环真空泵是借助旋转水环充当活塞作用从而使得泵腔容积产生相应变化进而借此实现吸气、压缩和排气整个过程的。转子偏心地安装在泵壳内，适量的水填充在泵体内作为工作介质。当泵内叶轮开始旋转的时候，水会被叶轮向四周甩出，此时在离心力的作用下，水会形成一个等厚度封闭圆环（与泵壳形状接近），此时水环空间与叶片会形成小空腔。在前半周旋转过程中，受叶轮加速影响，叶轮中的水的圆周速度会增大，当从叶片顶端将水甩出的时候，此时水的速度会达到叶轮的圆周速度，从而拥有很大的动能。小空腔的容积此时会由小变大，并且和端盖上的吸气口两者相通，此时气体会被成功吸入到空腔之中。当吸完气体后，小空腔则会隔绝吸气口。在叶轮后半周旋转过程中，水会再次进入叶轮，动能转换为压力能，速度下降，此刻小空腔内的容积会从大变小，进而使得气体被压缩，当小空腔连通了端盖上的排气口后，压缩后的气体经排气口成功被排出泵外。

2 抽力降低原因分析

2.1 工作水温度及流量对真空度及抽力的影响

工作水温度及流量对水环式真空泵抽力及真空度有很大的影响。当水温度升高时，如压强不变，部分水就会汽化，泵体内水环也是这样，温度过高，会发生汽化现象，如果泵腔内汽化后的气体与所抽的气体混合、冲撞而排不出去，就会造成真空度过低或抽气量达不到要求，因此降低工作水的温度有利于真空泵的出力，但降低真空泵水环温度必然加大供水量，水量大后又会造成水浪费大和真空泵过载，即耗水、耗电又不利于设备安全运行。

2.2 叶轮及与前后分配板间隙对真空度及抽力的影响

从水环式真空泵原理可以得出，叶轮旋转前半圈为吸气，后半圈为排气。叶轮相对于两侧分配板在连续不断地旋转，分配板和真空泵两侧的壳体组成固定的吸气室、排气室，因此叶轮和分配板之间不能硬连接，必须留有一定的间隙。间隙过大，吸气和排气会发生断路；间隙过小，叶轮和分配板容易卡死。调整的方法：将叶轮轴用顶丝顶到叶轮与对侧分配板完全接触，然后再退回来，测量轴走过的行程，将此行程除以2得出1/2的行程，再将轴顶回1/2，使两侧间距相等。随着真空泵运行周期的延长，叶轮、分配板出现磨损、结垢等象，这是也需要调整间隙，否则不能保证有效的真空度。

2.3 通道堵塞对真空度及抽力的影响

与其他一些结构更为复杂的真空泵相比，水环真空泵的循环系统相对单一，气路通道也相对较少。如果其进气通道和出气通道被堵塞了的话，其运行流量就会大大的降低。另外，管路漏气、漏液以及阻力损失增加等原因，也会导致流量不足和抽力下降的故障出现。

2.4 机械故障对真空度影响

机械故障也是引起水环真空泵真空下降常见的一种故障。经常发生在泵体连接处机械密封不牢靠，管路及止回阀等发生故障等。在实际生产过程中，如出现盘根压力不足或者轴端盘根数量不够，就会有几率导致轴端处发生漏气，使外界空气进入设备内部，对水环式真空泵的抽吸能力造成影响，导致真空度的下降。

3 改进措施

3.1 调整工作液的温度或种类

工作水温度及流量对真空泵抽真空有很大影响。温度升高，则汽化压力就会随着升高。汽化压力的上升从而严重影响了真空泵的抽气效率。适当增加用水量或降低工作液的温度，能有效地后推空气泡的产生位置，提升真空泵的抽气效率。

除了降低工作液的温度外，还可以改换其它汽化压力低的工作液，以提高泵的极限真空度，降低汽蚀的危害。比如可以将原先的工作液由水改成变压器油，由于油的汽化压力较高，使其极限真空度得到较大的提升。

3.2 调整和更换叶轮

在生产中出现真空度不足时，可先采取降低进水水温的方法；如果效果不明显，则需要对泵体转子进行检查，如转子不平衡或转子部件出现缺损，使得转子质量偏心，转子叶片长时间运行，叶片结水垢，造成转子质量偏心。这时拆开泵体，检查叶轮，出现缺损，立即更换。若叶轮外观完好，水垢较大，除去水垢，调整位置。再次检查叶轮完好情况。如无异常，回装即可。

3.3 通道堵塞处理

除了对上述部位进行检查，还需要定时对水环真空泵涉及通道进行检查，重点注意进出气管道有无积水的情况，及时将不多的积水清理。为了杜绝这样的故障再次发生，还要对水环真空泵的水气分离器进行改造和完善，如使用具有更高耐磨性和耐腐蚀性的优质钢材，或将水气分离器管子直径加粗，为水气分离提供更大的空间等，从而减少水蒸汽积流，消除和预防积水故障。

3.4 机械故障的维修处理

最后机械故障也是引起水环真空泵真空度和抽力下降，其解决方法也很简单。如检查连接处机械密封是否牢靠，管路及止回阀等有无故障，都是有效的解决真空度不足的方法。在实际泵体工作，定时的检查填料的松紧程度，及时调整，就能在一定的程度上防止流量不足。再有通过泵体结构分析，水环式真空泵是通过安装在轴端处的盘根进行密封作业的，其设置的目的就是为了保证真空泵正常工作时的抽吸能力。如果发现轴端处发生漏气现象，需及时维修或更换。

4 结束语

真空泵的真空度不足和抽力下降，主要是由于工作液温度过高以及通道堵塞或泵体密封不良等原因所造成的。对于该问题，可采取适当降低进水水温的措施、疏通通道，另外还需要对泵体密封配件进行定期检查。在实际生产中，为了减少各种故障对生产的影响，除了采取上述的各种措施外，还要加强在线检查，出现问题及时采取相应措施进行处理。在泵停止运行后，要及时将泵体中的工作液清理干净，避免泵体结垢影响泵的性能及后续使用。

以上是使用水环式真空泵时抽力下降的原因分析，及改进措施。希望对设备维修人员有所借鉴和帮助，对实际操作者有所指导。