李云鵬

摘 要：水環(huán)真空泵是液環(huán)真空泵的一種，在工業(yè)生產(chǎn)中體現(xiàn)出較強(qiáng)的適用性。機(jī)械設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)離不開(kāi)故障預(yù)防和處理，這是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須面對(duì)的問(wèn)題。首先分析水環(huán)真空泵運(yùn)行原理和影響因素，然后重點(diǎn)研究電機(jī)啟動(dòng)異常、真空泵異常振動(dòng)、軸承溫度過(guò)高、真空度不足4種典型故障的處理措施。當(dāng)前，要掌握水環(huán)真空泵的工作原理，不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，著重控制主要影響因素，積極尋求科學(xué)合理的處理措施，有效處理設(shè)備故障，不斷強(qiáng)化維修技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用，提高水環(huán)真空泵的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：水環(huán)真空泵;影響因素;故障處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TB752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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

水環(huán)真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工精度要求不高，且壓縮氣體基本是等溫的，特別適合抽吸易燃易爆氣體，因此在化工、煤礦、制藥、食品、建材、電器以及冶金等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用。隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，水環(huán)真空泵難免會(huì)出現(xiàn)一系列故障，需要及時(shí)分析故障原因，并快速處理故障。因此，加強(qiáng)對(duì)水環(huán)真空泵運(yùn)行原理、影響因素、典型故障的研究是十分必要的。

1 水環(huán)真空泵的運(yùn)行原理及影響因素分析

1.1 水環(huán)真空泵的運(yùn)行原理

如圖1和圖2所示，水環(huán)真空泵是一種以水作為工作液的真空泵，基本原理如下：在工作前，在泵腔內(nèi)灌入適量的水，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)將水拋向四周，形成一個(gè)近似等厚度的封閉水環(huán);水環(huán)的上部分與葉輪輪轂相切，下部分與葉片頂端相接，水環(huán)和葉輪輪轂之間形成月牙形的空間，并由葉輪分割成若干個(gè)小腔室。如果將葉輪上部0°作為起點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)的前180°，小腔容積由小變大，氣體從吸氣口被吸入，然后吸氣口與小腔之間封閉;旋轉(zhuǎn)的后180°，小腔容積由大變小，經(jīng)過(guò)排氣口時(shí)氣體被排出，這樣葉輪每完成一圈旋轉(zhuǎn)就完成了吸氣、壓縮、排氣的過(guò)程。隨著泵的持續(xù)工作，最終實(shí)現(xiàn)真空效果。水環(huán)真空泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、適用范圍廣以及配置靈活等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在工作效率和真空度低的問(wèn)題，但這并不影響水環(huán)真空泵的廣泛應(yīng)用，尤其是在抽除易燃易爆氣體時(shí)具有較強(qiáng)的適用性。

1.2 水環(huán)真空泵運(yùn)行影響因素

1.2.1 工作液流量大小。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，工作液的流量對(duì)泵的抽氣量、真空度、功率消耗均會(huì)產(chǎn)生影響。如果工作液流量較小，會(huì)導(dǎo)致真空能力下降;如果工作液流量較大，會(huì)大大增加功率消耗，甚至產(chǎn)生電流跳車(chē)現(xiàn)象。因此，必須根據(jù)真空度要求，安裝流量計(jì)和閥門(mén)，合理控制工作液流量大小。為了穩(wěn)定進(jìn)水管路壓力，需要著重控制閥門(mén)聯(lián)鎖調(diào)節(jié)和真空狀態(tài)工作液補(bǔ)水流量，以達(dá)到最佳的運(yùn)行條件[1]。

1.2.2 工作液工作溫度。工作液的工作溫度也會(huì)對(duì)真空泵運(yùn)行效率產(chǎn)生較大影響。通常情況下，工作液工作溫度越高，抽氣量越低;反之，工作液工作溫度越低，真空能力越強(qiáng)。因此，應(yīng)將工作液工作溫度控制在一定范圍內(nèi)。在抽取高溫氣體時(shí)，應(yīng)在吸氣管路中安裝冷凝器。同時(shí)，真空泵運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致工作液的工作溫度升高，這時(shí)需要在汽水分離器與真空泵之間安裝換熱器，以達(dá)到降低工作液工作溫度的目的。

1.2.3 工作液品質(zhì)控制。水環(huán)真空泵主要以水為工作液，常見(jiàn)的有自來(lái)水、生產(chǎn)水、工業(yè)水、脫鹽水以及循環(huán)水等，相對(duì)價(jià)格低廉，而且污染性較小。但是，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，有些水容易出現(xiàn)結(jié)垢問(wèn)題，導(dǎo)致部分管線(xiàn)堵塞。如果能采用品質(zhì)更好的水作為工作液，就能有效緩解這一問(wèn)題。另外，在用作某些化工廠真空作業(yè)時(shí)，需要定期替換工作液，并采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，防止出現(xiàn)腐蝕、污染等問(wèn)題。

2 水環(huán)真空泵運(yùn)行常見(jiàn)故障及處理措施

2.1 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)異常

常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)異常故障有無(wú)法啟動(dòng)、噪聲過(guò)大、溫度過(guò)高等。對(duì)于無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題，可能是供電電壓過(guò)低、電動(dòng)機(jī)缺相、泵內(nèi)存在異物等原因造成的，需要檢查電動(dòng)機(jī)的相關(guān)接線(xiàn)，排查供電和缺相的問(wèn)題。如果排查完后依然無(wú)法啟動(dòng)，則需要檢查泵內(nèi)是否有雜物。若存在雜物，要及時(shí)清除干凈。水環(huán)真空泵屬于簡(jiǎn)易設(shè)備，運(yùn)行一段時(shí)間后均會(huì)產(chǎn)生噪聲。因此，對(duì)于噪聲過(guò)大的問(wèn)題，需要及時(shí)排查是否是電機(jī)電流和電壓異常的問(wèn)題。同時(shí)，零部件連接和除銹也十分重要，要及時(shí)采取防銹、除銹措施。對(duì)于電機(jī)過(guò)熱問(wèn)題，產(chǎn)生的原因可能是供水量過(guò)大、電動(dòng)機(jī)缺相、排氣孔堵塞等。對(duì)此，需要及時(shí)調(diào)整供水閥門(mén)，降低電機(jī)負(fù)荷，并且保持排氣孔的通暢無(wú)阻[2]。

2.2 真空泵異常振動(dòng)

隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，真空泵不可避免地會(huì)出現(xiàn)一定程度的振動(dòng)。如果其出現(xiàn)異常振動(dòng)，則需要及時(shí)進(jìn)行檢修處理。首先，查看基礎(chǔ)底座的振動(dòng)情況，如果振動(dòng)幅度不大，基本可以排除底部松動(dòng)產(chǎn)生的問(wèn)題，需要從真空泵本身查找原因。水環(huán)的變化是主要原因之一，無(wú)論是供水不足還是供水過(guò)量，都會(huì)加劇泵體振動(dòng)，因此要根據(jù)水壓、排水量等指標(biāo)合理控制進(jìn)水量。如果出現(xiàn)閥片斷裂的情況，也會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，而且伴隨有較大的噪聲，需要及時(shí)更換斷裂的閥片。另外，如果轉(zhuǎn)子部件缺損或者轉(zhuǎn)子葉片附著大量水垢，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子偏心產(chǎn)生不平衡現(xiàn)象，從而出現(xiàn)振動(dòng)異常。對(duì)于這種情況，需要拆開(kāi)泵體，檢查葉輪，對(duì)缺損部件進(jìn)行維修更換，并對(duì)葉片水垢進(jìn)行清理，待檢查無(wú)誤后重新安裝運(yùn)行[3]。

2.3 軸承溫度過(guò)高

水環(huán)真空泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)需要圓柱滾子軸承作為支撐，如果出現(xiàn)軸承溫度過(guò)高的現(xiàn)象，可能是潤(rùn)滑脂不符合要求、軸承損壞或預(yù)緊力過(guò)大、軸承密封不良、閥片損壞等原因造成的。一般情況下，潤(rùn)滑脂的型號(hào)、品質(zhì)、使用量都要滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。對(duì)于潤(rùn)滑脂質(zhì)量問(wèn)題，工作人員要拆開(kāi)端蓋，檢查潤(rùn)滑脂是否變質(zhì)或者被污染。如果存在質(zhì)量問(wèn)題，要及時(shí)更換。如果是添加量不夠，要及時(shí)補(bǔ)充。如果軸承滾動(dòng)體或保持架損壞，滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大摩擦力，從而引起溫度升高，需要及時(shí)更換損壞部件。在安裝過(guò)程中，如果施加的預(yù)緊力過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致軸承游隙變小，產(chǎn)生散熱不良的問(wèn)題，同樣會(huì)引起軸承溫度升高。因此，在安裝時(shí)應(yīng)該注意控制預(yù)緊力的大小。填料受損會(huì)嚴(yán)重影響密封性能，空氣會(huì)沿著間隙進(jìn)入泵腔內(nèi)，干擾真空泵正常的吸排工作。倘若單側(cè)填料受損，葉輪兩端壓力就會(huì)不平衡，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向力，增加軸承負(fù)荷，引起溫度異常，因此要加強(qiáng)對(duì)密封孔道和填料的檢查，保證孔道通暢、填料良好。閥片損壞同樣會(huì)對(duì)葉輪兩端壓力產(chǎn)生影響，增加軸承負(fù)荷，所以要及時(shí)檢查和更換[4]。

2.4 真空度不足

對(duì)于真空度不足的問(wèn)題，可著重從水環(huán)工作穩(wěn)定性較差、進(jìn)口單向閥失效、密封不良以及閥片損壞等方面查找原因并采取措施。在進(jìn)口電磁閥堵塞、進(jìn)水管結(jié)垢的情況下，水環(huán)會(huì)出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的現(xiàn)象。真空泵的運(yùn)行會(huì)偏離設(shè)計(jì)預(yù)期，從而導(dǎo)致出力下降、真空度不足問(wèn)題的產(chǎn)生。因此，要保持進(jìn)口電磁閥通暢、及時(shí)清除進(jìn)水管結(jié)垢。進(jìn)口單向閥失效主要是由銹蝕、結(jié)垢引起的，容易出現(xiàn)串氣現(xiàn)象，增加功率消耗，需要及時(shí)更換閥片或者將其清理干凈。軸端密封不良會(huì)使外部空氣進(jìn)入泵內(nèi)，不僅會(huì)引起軸承溫度過(guò)高，而且會(huì)降低真空度，所以要及時(shí)檢查處理，保證軸端密封嚴(yán)實(shí)。倘若閥片對(duì)分配器覆蓋面不足，被排出的氣體可能會(huì)重新回到泵內(nèi)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的壓縮和排放，造成有效功率降低，因此需要做好巡檢工作，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整[5-8]。另外，工作水量不足、溫度過(guò)高或葉片腐蝕也會(huì)導(dǎo)致真空度下降，所以當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不能從單一角度尋求解決辦法，應(yīng)該全面評(píng)估檢測(cè)，制定行之有效的故障處理策略[9-12]。

除上述4種典型故障外，水環(huán)真空泵在運(yùn)行過(guò)程中還容易出現(xiàn)其他問(wèn)題，如管道積水、運(yùn)行流量降低等。因此，工作人員需要在理論指導(dǎo)下，不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，積極尋求科學(xué)合理的預(yù)防和解決措施，有效提升水環(huán)真空泵的運(yùn)行效果[13-15]。

3 結(jié)論

綜上所述，本文闡述了水環(huán)真空泵的運(yùn)行原理和主要影響因素，針對(duì)電機(jī)啟動(dòng)異常、真空泵異常振動(dòng)、軸承溫度過(guò)高、真空度不足4種典型故障提出了處理措施，以期為水環(huán)真空泵的高效運(yùn)行提供有力支撐。

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