( 液) 环真空泵的结构分析及节能研究

1、水（液）环真空泵的结构分析及节能研究曹民（黑龙江龙马化纤有限公司，黑龙江阿城）摘要：水（液）环式真空泵为多种行业比较重要的设备之一。简述了水（液）环真空泵的应用行业、结构形式以及各种结构形式节能的对比。关键词：水（液）环真空泵；平面式；锥体式；真空技术（，）：，：；水环真空泵的应用领域水（液）环式真空泵为许多行业的重要生产设备，主要应用于以下领域：造纸工业：低真空风机、锥体式水环真空泵、网部、压榨抽真空系统、干燥部冷凝水（热泵）系统、冷凝器抽真空机组。煤炭、矿山、冶金行业：煤炭洗选真空脱水、矿井瓦斯抽放、矿石矿粉洗选真空脱水。采油行业：注水脱氧、真空精炼、真空成形、真空输送、真空夹持。化学工业

2、：蒸发、蒸馏、真空过滤、气体压缩、单体回收、溶剂回收、真空干燥。电力工业：冷凝器抽真空机组、粉煤灰负压输送、汽油机密封抽气、污泥脱水、冷凝器气体萃取、烟道气脱硫。卷烟行业：卷烟机负压系统、烟叶真空回潮系统。通用工业：食品饮料、制糖行业、制药行业、包装印刷行业、塑料橡胶行业、航空测试。水（液）环真空泵的结构形式水（液）环式真空泵目前只有两种结构设计（完全是美国的技术）：平面式：进气口和排气口设计在平面端面（即圆平盘）上；锥体式：进气口和排气口设计在锥体柱面上（如图）。锥体开口设计技术开发在世纪年代，而在此之前，平面开口泵是世界上的标准产品。现在仍保留平面设计技术用于制造最小型的真空收稿日期：作者

3、简介：曹民（），黑龙江龙马化纤有限公司，助理工程师。黑龙江纺织第期年月， 泵。但是对于大多数工业应用而言，能耗与泵的性能倍受客户关注，因而所用的真空泵均为锥体开口泵。目前，中国国内生产的液环式真空泵仍为平面设计，因此可以说采用的还是上世纪早期的技术。液环泵改进为锥体式设计，从而大大提高了泵的抽气能力。锥体式的真空泵还有一个特点就是允许在泵的入口处加上冷凝喷嘴，由于锥体进气口和排气口比平面泵的进气口和排气口要大很多，所以它允许吸入气体夹带较多的液体进入泵体而对泵的效率下降影响不大。这个特点就允许在泵的入口处加上冷凝喷嘴去冷凝吸入气体中的可凝性部分，从而使吸入泵的气体体积由于冷凝的缘故大大减少，这

4、实际上提高了泵的抽气能力，必将给工厂带来直接可观的经济效益。锥体式真空泵与平面式真空泵的技术比较下面将新型的锥体式真空泵和目前国内较普通平面式真空泵在结构和性能等方面作一比较。结构上的重大改进（）内部进气口和排气口的革新（图）。平面泵（进气口和排气口设计在圆平盘上）（进气口和排气口设计在锥体上）锥体式真空泵（）外形上的不同平面泵：采用上部进气和上部排气的结构。锥体式真空泵：采用上部进气和下部排气的结构。抽气量的提高平面泵：（）平面真空泵进气面积小、进气量少。（）进气时，气体从端面进入叶轮舱，气道不畅，直接影响到抽气量。（）如吸入的气体内含液量大，则对泵的效率影响很大，所以平面泵不能在泵的入口加

5、喷冷却水去冷凝吸入气体中的可凝性部分。图锥体式真空泵：（）改进的锥体式开口作为进气通道，使得进气面积扩大，进气量增大。（）锥体式开口深入叶轮舱，使得气体进入泵体的通道最通畅，因而抽气量得到提高。（）图表示进气中含有大量水汽时，真空泵的工作效率要下降。在相同的进气条件下，如每立方英尺（约）内有加仑（约）额外的水进入泵内，平面泵效率将下降，而锥体泵只下降。正因为有此特性（即泵对进气中图曹民：水（液）环真空的泵结构分析及节能研究年月黑龙江纺织第期锥体泵液位进气口排气口排气口进气口平面泵液位图图轴功率，实际抽气量，图真空度，（英寸汞柱）图额外进水量（加仑立方英尺）锥体式泵抽气能力进口条件干空气饱和空气

6、温度（）真空度（）平面泵能耗（）锥体泵能耗（）节能效果（）含有的水汽并不敏感），所以可在锥体泵的进口前加上一个冷凝喷嘴，在一部分可凝性气体未进入泵体前就将其冷却，使得泵的抽气量提高。锥体开口的真空泵在泵入口部分可加冷凝喷水去冷凝可凝气体，凝结成的水进入泵体，泵的效率将下降很小，而吸入泵的气体体积由于冷凝的缘故会大大减少，这实际上是提高了泵的抽气能力。这种技术在发电冷凝器抽真空中以及化工、造纸等工业中应用是非常有效的。（）表为英国代表机构评估锥体式真空泵和普通平面泵在能耗上的比较。特定的进口空气温度和真空度条件下节能效果明显：在抽吸干气体时，锥体泵比平面泵节能；在抽吸饱和气体时，锥体泵比平面泵节

7、能。注：以上测试均在同等条件下进行，锥体泵和平面泵一样在入口处都不加冷凝喷嘴。如果在锥体泵的进口管路上加喷部分冷却水的话，还会有更多的蒸汽冷凝下来。（）图表示在近似马力（）时，锥体真空泵比平面泵抽气量要多将近（），所以在抽吸相同的量时，锥体泵更节能。锥体式真空泵比传统的平面泵更安全可靠启动电流和电动机安全平面泵（图）排气口在泵的上部，所以叶轮偏于泵的上部，静止时液位较高，因而启动电流较大；锥体式真空泵（图）排气口在泵的下部，所以叶轮偏于泵的下部，静止时液位较低，因而启动电流很小。表真空泵设备特性及结构复杂性平面泵（图）由于进气口和排气口都在平面端面上部，所以叶轮的每一片端头只能敞开，整个叶轮坚

8、固性差，且泵的部件较多，结构较复；锥体式真空泵（图）由于进气口和排气口设计在锥体上，锥体深入泵体中，整个叶轮一次浇铸而成，叶轮的端头整个环型加固，使得叶轮结构牢固，另外泵的结构简单， 易于维修。泵运转时，轴承的受力情况平面泵（图）的叶轮偏向外壳的上端，排气口在泵的上部。泵在运转时，平面泵压缩力是由上向下，也就是轴所承受力是压缩力和叶轮的自身重力的叠加；锥体式真空泵（图）的叶轮偏向外壳的下部，排气口在泵体的下部，所以当气体被压缩后，压缩力的方向是由下往上，可抵消一部分叶轮的自重，故轴所承受的力小，轴的寿命也比平面泵轴的寿命要长。当泵的工作条件不理想时，实践证明：平面泵的效率每年降低，锥体泵仅为，而理想的工作条件下，锥体泵的效率年降低率可忽略不计，能够正常运转达年之久。锥体泵将给予用户更多余量当任何型号的锥体液环式真空泵处理的气体为饱和气体时，液环式真空泵独特设计的锥体式开口和独一无二的冷凝喷嘴组合，将为用户提供额外的能力。由于密封液的温度必定大大低于进气温度，使得大多数可凝性气体产生冷凝，由此减轻了真空泵的负担。结语综