水環(huán)式真空泵運行故障分析及對策

李 毅

（陽泉煤業(yè)（集團）有限責(zé)任公司，山西陽泉 045000）

1 水環(huán)式真空泵工作原理

水環(huán)式真空泵其葉輪在泵腔內(nèi)偏心安裝，通過與水環(huán)間的容積變化完成吸氣、壓縮、排氣工作過程。在泵腔內(nèi)補充適量的水作為介質(zhì)，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時。水在離心力的作用下，在泵體內(nèi)表面形成近似等厚度的封閉水環(huán)，葉片和水環(huán)包圍空間形成多個空腔。旋轉(zhuǎn)前180°，葉片和逐步和水環(huán)內(nèi)表面分離，此時兩個葉片間的空間逐步增大，空間內(nèi)的氣體壓力下降，當(dāng)與吸氣口連通時，在大氣壓的作用下，氣體吸入泵腔內(nèi)。隨即該空腔與吸氣口脫離。在后180°，因葉輪偏心，葉輪葉片與水環(huán)內(nèi)表面形成的空間縮小，空氣被壓縮，壓力提升，當(dāng)壓力大于泵出口時，空腔與排氣口連通時，壓縮氣體排出。再進人下一個工作循環(huán)。

2 真空泵常見故障與應(yīng)對措施

2.1 閥片損壞

閥片通常為了消除真空泵在運行中出現(xiàn)的過壓縮或壓縮程度不足。閥片材質(zhì)通常為塑性材料聚四氟乙烯制作[1]。閥片能夠在分配器與擋板間沿著軸向發(fā)生小距離的位移。真空泵內(nèi)被壓縮空氣的壓力低于泵出口壓力時，閥片朝葉輪移動，緊密貼合在分配器上，防止出口的空氣進入葉片和水環(huán)內(nèi)表面構(gòu)成的空腔，使得氣體繼續(xù)受壓。當(dāng)壓縮空氣壓力大于出口壓力時，氣體推開閥片，此時閥片的打開一定角度，及時將氣體通過排氣口排出。由于閥片通常下半部分貼合分配器，上半部分打開一定角度，扭曲成“S”狀，真空泵長期運轉(zhuǎn)，使得閥片扭曲部位過度疲勞，最終損壞。如果單側(cè)閥片損壞，導(dǎo)致真空度降低，軸功率提升，還會造成真空泵泵體振動劇烈，發(fā)出鳴叫聲，電流加大，能夠通過直觀判別。如果兩側(cè)閥片全部損壞，電流變化不大，但是真空度下降迅速，噪聲、振動嚴重。一般情況下，閥片先后斷裂，比較容易辨別此類故障，但是如果閥片同時損壞斷裂，則不易辨別。

解決閥片損壞故障的應(yīng)對措施；及時更換閥片。要求新閥片塑性良好，不得太硬，如過硬會導(dǎo)致閥片變形困難，與分配器貼合度不足。

2.2 軸承過熱

軸承過熱容易造成軸承支撐架損壞使得軸承失效。發(fā)生原因有以下幾方面。

（1）閥片發(fā)生斷裂故障時，葉輪兩側(cè)的受力不均衡，容易產(chǎn)生軸向力，使得軸承負載變大，長期運轉(zhuǎn)造成溫升較大。應(yīng)對措施：及時更換閥片。

（2）軸端密封盤根故障或密封水堵塞，外界空氣經(jīng)過盤根和周條間隙，對吸、排氣功能帶來負面影響。如果單側(cè)密封損壞，會導(dǎo)致葉輪兩邊受力不均，轉(zhuǎn)子受到軸向力，因載荷加大，導(dǎo)致軸承發(fā)熱。應(yīng)對措施：更換盤根或疏通密封水道。

（3）軸承預(yù)緊力太大，使得軸承游隙過小甚至無游隙，導(dǎo)致軸承異常溫高。應(yīng)對措施：調(diào)整預(yù)緊力，但是不得過大。

（4）潤滑脂必須潤滑油過多，阻力加大，使得軸承溫升較大；潤滑脂缺少，軸承發(fā)生干摩擦，軸承異常發(fā)熱，發(fā)出很大噪音。應(yīng)對措施：加注潤滑脂必須適量。

（5）泵體和軸承振動大，引起軸承發(fā)熱。

應(yīng)對措施：首先，消除泵體振動，振動消失，軸承溫度會及時恢復(fù)。

（6）軸承滾動體或保持架故障，引起軸承溫升過大[2]。應(yīng)對措施：及時更換新軸承。

2.3 泵體異常振動

當(dāng)泵體、進排氣管道振動大時，而真空泵底座和安裝基礎(chǔ)振動較小，可判斷振動源來自泵體本身。

（1）閥片損壞斷裂，造成泵體振動大、噪音大，振動方向通常表現(xiàn)為軸向較大。應(yīng)對措施：更換閥片。

（2）轉(zhuǎn)子葉片有積垢，破壞了轉(zhuǎn)子動平衡，旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生產(chǎn)生振動。一般該因素影響小。應(yīng)對措施：用除垢劑或稀鹽酸清洗。

（3）聯(lián)軸器緩沖墊磨損嚴重，造成對輪副直接碰撞，轉(zhuǎn)子振動加大。應(yīng)對措施：更換緩沖墊，日常做好緩沖墊檢查工作。

（4）進水量不合理。如果供水不足，水環(huán)內(nèi)徑增大，葉片頂端邊緣與水環(huán)內(nèi)表面碰撞（正常工作中，葉片頂端邊緣少量浸入水環(huán)），造成振動。供水過量，水環(huán)對葉片產(chǎn)生較大的阻力，引起振動，同時耗能也增多。應(yīng)對措施：調(diào)整合理的進水量，不能僅依靠進水壓力衡量供水水量。通?？筛鶕?jù)真空泵的排水量判定供水水量。

2.4 結(jié)垢

真空泵過流通道結(jié)垢后，電機電流增大、進排氣量減小、真空度下降。真空泵整體性能降低。應(yīng)對措施：使用鍋爐除垢劑或者稀鹽酸清洗水垢，必要時可拆開真空泵進行積垢清理[3]。

2.5 真空度降低

（1）閥片損壞斷裂，導(dǎo)致閥片不能有效的對分配器進行貼合，造成已排除的部分氣體重新流回工作腔，再次進行壓縮、排放，使得泵工作效率降低，系統(tǒng)真空度降低。應(yīng)對措施：更換閥片。

（2）軸端密封故障（如失效），造成外部空氣竄入，真空泵有效功減少，真空度降低。應(yīng)對措施：修復(fù)軸端密封。

（3）水環(huán)失穩(wěn)，進水管有水垢或堵塞造成泵工作水量不足，真空度降低。應(yīng)對措施：用除垢劑或稀鹽酸清除水垢。

2.6 泵體溫度偏高

真空泵進水量不足：工作用水量供應(yīng)不足，使水在泵腔內(nèi)停留時間過多，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)化最終轉(zhuǎn)化為熱能，使得水溫升高較多，泵體溫升較大。應(yīng)對措施：適當(dāng)加大供水量。

2.7 進口閥開關(guān)失靈

通常真空泵采用的是“一用一備”方式。當(dāng)發(fā)生到泵切換時，由于進口閥關(guān)不嚴，甚至無法動作，導(dǎo)致兩臺真空泵竄氣，真空度降低。一種原因閥門存在質(zhì)量問題；另一種原因閥門銹蝕嚴重。應(yīng)對措施：對存在質(zhì)量問題的閥門予以更換。閥門銹蝕可通過注油或用金屬清洗劑予以潤滑，減小關(guān)閥阻力。

3 結(jié)束語

綜上所述：水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)簡單，易于維護，只要做好日常點檢維護，及時采取相應(yīng)的維修處理措施，即可恢復(fù)泵體工作性能。真空泵停用后，要將泵腔內(nèi)的水排放干凈，以減少水垢產(chǎn)生和泵體腐蝕，使其處于完好備用狀態(tài)。

［1］李鳳，王能秀.水環(huán)真空泵的故障分析［J］.水泵技術(shù)，1998（03）：27-31+44.

［2］宋子義.水環(huán)真空泵常見故障原因分析及消除措施［J］.水泵技術(shù)，2007（02）：35-37.

［3］木合塔爾·買買提，潘從錦，艾尼瓦爾·米吉提.水環(huán)式真空泵泵體結(jié)垢原因分析及解決措施［J］.通用機械，2015（01）：62-64.