【分析】水環(huán)式真空泵氣蝕問(wèn)題解決方法
水環(huán)式真空泵汽蝕問(wèn)題解決方法
汽蝕是由液體氣化導致的,液體分子逸出變成氣體分子,稱(chēng)為“氣化”。真空泵產(chǎn)生汽蝕后不但對過(guò)流元件產(chǎn)生毀壞作用,還會(huì )產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)并招致泵的性能下降,嚴重時(shí)會(huì )使泵中液體中止,使其不能正常作業(yè)。水環(huán)式真空泵在汽蝕狀態(tài)下短時(shí)間作業(yè),會(huì )造成泵的噪聲、振動(dòng)變大,乃至對泵造成損壞。水環(huán)式真空泵氣蝕問(wèn)題解決方法:
適當降低工作液的溫度
在液環(huán)真空泵工作點(diǎn)為固定值的前提下,適當降低工作液的溫度可以達到防止汽蝕的效果。
正確選型:使真空泵運行在安全區域,提高選型的準確性
在選型階段,取舍真空泵吸入壓力及水的熱度時(shí)應盡量避開(kāi)真空泵容易產(chǎn)生汽蝕的壓力范圍,即防止真空泵在臨界真空度或臨界排氣壓力的區域內運行,避免加重汽蝕的產(chǎn)生。
裝置汽蝕掩護管:安裝汽蝕保護管路或單向閥
裝置有汽蝕掩護管的真空泵,汽蝕內中中產(chǎn)生的氣泡在壓縮內中時(shí)破裂,從內部引入壓力較高的不凝氣體可以及時(shí)補充因氣泡破裂而涌現的空間,那樣能夠大大加重汽蝕對泵的危害并升高汽蝕導致的噪聲和振動(dòng)。
配大氣噴射器
大氣噴射器作用是利用大氣壓絕對于真空泵的壓差,產(chǎn)生大氣射流,在噴射器內失掉比真空泵更低的抽吸壓力,從而消除真空泵的極限壓力,預防真空泵汽蝕,起到掩護真空泵的作用。因為大氣噴射器是為了預防真空泵汽蝕、掩護真空泵而設置的,正常設置有大氣噴射器的真空泵,抽吸構成的真空要好于沒(méi)有裝的。
使用更低的飽和蒸汽液體作為作業(yè)液
將作業(yè)液由原來(lái)的水改為變壓器油,其極限真空度因油的飽和蒸汽壓較低失去較高的晉升。在抽除凈化較大的氣體及在某些非凡作業(yè)場(chǎng)合時(shí),真空泵的作業(yè)液也可用其它液體(可用丙醇、乙醇、二甲苯、苯胺、鹽酸安非拉酮等粘度較低的有機溶劑),其極限真空度由作業(yè)液的飽和蒸汽壓決定。
泵的葉輪、圓盤(pán)等采用防汽蝕能力較強材料
不同的材料抗汽蝕威力有非常顯然的區別。影響材料抗剝蝕威力的成分很多,通常存在高硬度和高彈性的材料抗剝蝕威力較強。此外推薦低碳鉻鎳合金鋼,如13Cr4N作為在汽蝕狀態(tài)下作業(yè)的水力機械材料,存在較好的抗剝蝕性能。對葉輪涂層的步驟比較罕見(jiàn),非金屬涂料涂敷采納環(huán)氧樹(shù)脂、尼龍粉、聚氨酯等。在流道內堆焊合金或噴涂合金預防汽蝕損壞也獲得了預防的目的,如不銹鋼焊絲堆焊法、不銹謄寫(xiě)鋼版鑲焊修復法、合金粉末噴焊。
液環(huán)真空泵的汽蝕現象
液環(huán)真空泵在工作時(shí),在一定溫度下,當低壓處的液體壓力低于在該溫度下的汽化壓力(即飽和蒸汽壓),液體開(kāi)始汽化而產(chǎn)生氣泡,并隨液體進(jìn)入高壓區時(shí),氣泡破裂,周?chē)后w迅速填充原氣泡空穴,產(chǎn)生水力沖擊。這種氣泡的產(chǎn)生、發(fā)展和破裂現象就稱(chēng)為汽蝕。
在液環(huán)真空泵的工作過(guò)程中,吸入區域的絕對壓力與被抽系統的絕對壓力是一致的。也就是說(shuō),被抽系統的真空度越高,吸入區域的真空度也越高。
液環(huán)真空泵需要用液體作為工作介質(zhì)。每種液體在某一溫度下都有對應的飽和蒸汽壓。當吸入區域的絕對壓力越接近液體的飽和蒸汽壓時(shí),液體越接近沸騰狀態(tài)。這時(shí),在吸入區域的工作液表面會(huì )產(chǎn)生大量的汽泡,由于液體在工作腔內產(chǎn)生的工作液蒸汽會(huì )占據部分工作腔的空間,泵對外的吸氣能力會(huì )有所下降。當吸入區域的壓力達到工作液的飽和蒸汽壓時(shí),可以認為工作腔內全部充滿(mǎn)了工作液蒸汽,此時(shí)泵對外的吸氣能力接近于0,而此時(shí)泵的汽蝕現象也為嚴重。
如果工作液是水,水溫越高,泵的抽氣性能下降越多。
液環(huán)泵的汽蝕損壞和離心式水泵的汽蝕損壞原理是一樣的,都是在汽泡產(chǎn)生和破裂的部位,金屬表面出現點(diǎn)蝕現象,嚴重的會(huì )出現蜂窩狀損壞。如果真空泵葉輪在汽蝕部位有較大的殘余應力,還會(huì )引起應力釋放,產(chǎn)生裂紋。
由于泵汽蝕時(shí),氣泡在高壓區連續發(fā)生突然破裂,以及伴隨的強烈水擊,而產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)??梢月?tīng)到像爆豆似的劈劈啪啪的聲音。實(shí)測結果表明,汽蝕引起的振動(dòng)頻率范圍為600~25000Hz,壓力達49MPa。
如果上述氣泡在金屬表面上破裂,金屬表面將受到連續強烈的水擊,出現麻點(diǎn),金屬晶粒松動(dòng)并剝落而成蜂窩狀,甚至穿孔。汽蝕破壞除機械作用外,還伴隨有電解、化學(xué)腐蝕等多種復雜的作用。實(shí)際破壞情況表明,泵過(guò)流部件汽蝕破壞的部位,正是氣泡消失的地方。
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