水环真空泵运行影响因素及故障处理探究

2021-03-10李云鹏

河南科技 2021年19期

李云鹏

摘要：水环真空泵是液环真空泵的一种，在工业生产中体现出较强的适用性。机械设备的高效运转离不开故障预防和处理，这是实际生产过程中必须面对的问题。首先分析水环真空泵运行原理和影响因素，然后重点研究电机启动异常、真空泵异常振动、轴承温度过高、真空度不足4种典型故障的处理措施。当前，要掌握水环真空泵的工作原理，不断总结实践经验，着重控制主要影响因素，积极寻求科学合理的处理措施，有效处理设备故障，不断强化维修技术的规范应用，提高水环真空泵的运行效率。

关键词：水环真空泵;影响因素;故障处理

中图分类号：TB752 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）19-0030-03

Abstract： Water ring vacuum pump is a kind of liquid ring vacuum pump， which shows strong applicability in industrial production， and the efficient operation of mechanical equipment is inseparable from failure prevention and handling， which is also a problem that must be faced in the actual production process. This paper first analyzes the operating principle and influencing factors of the water ring vacuum pump， and then focuses on the treatment measures for four typical faults， namely abnormal motor startup， abnormal vibration of the vacuum pump， excessively high bearing temperature and insufficient vacuum. At present， it is necessary to master the working principles of water ring vacuum pumps， continuously summarize practical experience， focus on controlling the main influencing factors， actively seek scientific and reasonable treatment measures， effectively deal with equipment failures， continuously strengthen the standardized application of maintenance technology， and improve the operating efficiency of water ring vacuum pumps.

Keywords： water ring vacuum pump;influencing factors;fault handling

水环真空泵结构简单、加工精度要求不高，且压缩气体基本是等温的，特别适合抽吸易燃易爆气体，因此在化工、煤矿、制药、食品、建材、电器以及冶金等行业均有广泛应用。随着使用时间的延长，水环真空泵难免会出现一系列故障，需要及时分析故障原因，并快速处理故障。因此，加强对水环真空泵运行原理、影响因素、典型故障的研究是十分必要的。

1 水环真空泵的运行原理及影响因素分析

1.1 水环真空泵的运行原理

如图1和图2所示，水环真空泵是一种以水作为工作液的真空泵，基本原理如下：在工作前，在泵腔内灌入适量的水，叶轮旋转时会将水抛向四周，形成一个近似等厚度的封闭水环;水环的上部分与叶轮轮毂相切，下部分与叶片顶端相接，水环和叶轮轮毂之间形成月牙形的空间，并由叶轮分割成若干个小腔室。如果将叶轮上部0°作为起点，旋转的前180°，小腔容积由小变大，气体从吸气口被吸入，然后吸气口与小腔之间封闭;旋转的后180°，小腔容积由大变小，经过排气口时气体被排出，这样叶轮每完成一圈旋转就完成了吸气、压缩、排气的过程。随着泵的持续工作，最终实现真空效果。水环真空泵具有结构简单、维修方便、适用范围广以及配置灵活等优点，同时也存在工作效率和真空度低的问题，但这并不影响水环真空泵的广泛应用，尤其是在抽除易燃易爆气体时具有较强的适用性。

1.2 水环真空泵运行影响因素

1.2.1 工作液流量大小。经过研究发现，工作液的流量对泵的抽气量、真空度、功率消耗均会产生影响。如果工作液流量較小，会导致真空能力下降;如果工作液流量较大，会大大增加功率消耗，甚至产生电流跳车现象。因此，必须根据真空度要求，安装流量计和阀门，合理控制工作液流量大小。为了稳定进水管路压力，需要着重控制阀门联锁调节和真空状态工作液补水流量，以达到最佳的运行条件[1]。

1.2.2 工作液工作温度。工作液的工作温度也会对真空泵运行效率产生较大影响。通常情况下，工作液工作温度越高，抽气量越低;反之，工作液工作温度越低，真空能力越强。因此，应将工作液工作温度控制在一定范围内。在抽取高温气体时，应在吸气管路中安装冷凝器。同时，真空泵运行也会产生热量，导致工作液的工作温度升高，这时需要在汽水分离器与真空泵之间安装换热器，以达到降低工作液工作温度的目的。

1.2.3 工作液品质控制。水环真空泵主要以水为工作液，常见的有自来水、生产水、工业水、脱盐水以及循环水等，相对价格低廉，而且污染性较小。但是，随着运行时间的延长，有些水容易出现结垢问题，导致部分管线堵塞。如果能采用品质更好的水作为工作液，就能有效缓解这一问题。另外，在用作某些化工厂真空作业时，需要定期替换工作液，并采取适当的处理措施，防止出现腐蚀、污染等问题。

2 水环真空泵运行常见故障及处理措施

2.1 电动机启动异常

常见的电动机启动异常故障有无法启动、噪声过大、温度过高等。对于无法启动的问题，可能是供电电压过低、电动机缺相、泵内存在异物等原因造成的，需要检查电动机的相关接线，排查供电和缺相的问题。如果排查完后依然无法启动，则需要检查泵内是否有杂物。若存在杂物，要及时清除干净。水环真空泵属于简易设备，运行一段时间后均会产生噪声。因此，对于噪声过大的问题，需要及时排查是否是电机电流和电压异常的问题。同时，零部件连接和除锈也十分重要，要及时采取防锈、除锈措施。对于电机过热问题，产生的原因可能是供水量过大、电动机缺相、排气孔堵塞等。对此，需要及时调整供水阀门，降低电机负荷，并且保持排气孔的通畅无阻[2]。

2.2 真空泵异常振动

随着叶轮的旋转，真空泵不可避免地会出现一定程度的振动。如果其出现异常振动，则需要及时进行检修处理。首先，查看基础底座的振动情況，如果振动幅度不大，基本可以排除底部松动产生的问题，需要从真空泵本身查找原因。水环的变化是主要原因之一，无论是供水不足还是供水过量，都会加剧泵体振动，因此要根据水压、排水量等指标合理控制进水量。如果出现阀片断裂的情况，也会产生剧烈振动，而且伴随有较大的噪声，需要及时更换断裂的阀片。另外，如果转子部件缺损或者转子叶片附着大量水垢，就会导致转子偏心产生不平衡现象，从而出现振动异常。对于这种情况，需要拆开泵体，检查叶轮，对缺损部件进行维修更换，并对叶片水垢进行清理，待检查无误后重新安装运行[3]。

2.3 轴承温度过高

水环真空泵转子转动需要圆柱滚子轴承作为支撑，如果出现轴承温度过高的现象，可能是润滑脂不符合要求、轴承损坏或预紧力过大、轴承密封不良、阀片损坏等原因造成的。一般情况下，润滑脂的型号、品质、使用量都要满足标准规范。对于润滑脂质量问题，工作人员要拆开端盖，检查润滑脂是否变质或者被污染。如果存在质量问题，要及时更换。如果是添加量不够，要及时补充。如果轴承滚动体或保持架损坏，滚动体转动时就会产生较大摩擦力，从而引起温度升高，需要及时更换损坏部件。在安装过程中，如果施加的预紧力过大，会导致轴承游隙变小，产生散热不良的问题，同样会引起轴承温度升高。因此，在安装时应该注意控制预紧力的大小。填料受损会严重影响密封性能，空气会沿着间隙进入泵腔内，干扰真空泵正常的吸排工作。倘若单侧填料受损，叶轮两端压力就会不平衡，导致转子产生轴向力，增加轴承负荷，引起温度异常，因此要加强对密封孔道和填料的检查，保证孔道通畅、填料良好。阀片损坏同样会对叶轮两端压力产生影响，增加轴承负荷，所以要及时检查和更换[4]。

2.4 真空度不足

对于真空度不足的问题，可着重从水环工作稳定性较差、进口单向阀失效、密封不良以及阀片损坏等方面查找原因并采取措施。在进口电磁阀堵塞、进水管结垢的情况下，水环会出现工作不稳定的现象。真空泵的运行会偏离设计预期，从而导致出力下降、真空度不足问题的产生。因此，要保持进口电磁阀通畅、及时清除进水管结垢。进口单向阀失效主要是由锈蚀、结垢引起的，容易出现串气现象，增加功率消耗，需要及时更换阀片或者将其清理干净。轴端密封不良会使外部空气进入泵内，不仅会引起轴承温度过高，而且会降低真空度，所以要及时检查处理，保证轴端密封严实。倘若阀片对分配器覆盖面不足，被排出的气体可能会重新回到泵内，经过反复的压缩和排放，造成有效功率降低，因此需要做好巡检工作，并进行相应的调整[5-8]。另外，工作水量不足、温度过高或叶片腐蚀也会导致真空度下降，所以当出现问题时不能从单一角度寻求解决办法，应该全面评估检测，制定行之有效的故障处理策略[9-12]。

除上述4种典型故障外，水环真空泵在运行过程中还容易出现其他问题，如管道积水、运行流量降低等。因此，工作人员需要在理论指导下，不断总结实践经验，积极寻求科学合理的预防和解决措施，有效提升水环真空泵的运行效果[13-15]。

3 结论

综上所述，本文阐述了水环真空泵的运行原理和主要影响因素，针对电机启动异常、真空泵异常振动、轴承温度过高、真空度不足4种典型故障提出了处理措施，以期为水环真空泵的高效运行提供有力支撑。

参考文献：

[1]邱伟平，揭择辉，姚吉飞.水环真空泵常见故障分析[J].化学工程与装备，2019（2）：192-193.

[2]刘杉.水环真空泵常见故障分析及对策[J].石化技术，2019（5）：38-39.

[3]冯宁，罗永平.水环真空泵运行影响因素及故障分析[J].内燃机与配件，2018（5）：108-109.

[4]邵明礼，陈新伟，靳文鹤.水环真空泵常见故障及其应对措施[J].合成纤维，2018（11）：47-51.

[5]刘书准，王海雷.对水环真空泵常见故障的分析[J].中国高新区，2017（15）：150.

[6]冯宁，罗永平.水环真空泵运行影响因素及故障分析[J].内燃机与配件，2018（5）：108-109.

[7]马磊，崔芙红.水环式真空泵的工作原理及影响因素分析[J].广州化工，2015（21）：162-163.

[8]刘文军，庞少伟，呼啸亮.浅析水环式真空泵修复方案[J].河南冶金，2020（5）：52-55.