水环真空泵汽蚀的解决措施
水环真空泵如果长时间在汽蚀状态下运行,泵的运行噪音及振动等都会变大,甚至泵体各部件都会被腐蚀破坏。
要防止水环真空泵在汽蚀状态下工作,可以采取的措施主要有两个方面:
一个是管路设备的改进,如增加大气喷射器以及汽蚀保护管等;
另一个是根据汽蚀的产生原理,采取相应的改进措施,如降低工作液温度、更换工作液以及正确选型等。下面分别从这两个方面进行分析。
1.安装汽蚀保护管路
如前文所述,在泵体内部产生大量的空化气泡,在它们产生及溃灭的过程中产生了很强的水击冲击力,它对泵体过流部件的破坏作用是造成水泵汽蚀的主要原因。
我们可以通过安装汽蚀保护管路,减小空化气泡的数量及其对泵体的作用力,从而达到保护泵体部件的作用。
所谓汽蚀保护管,就是通过水泵的前端板向真空泵的负压区与正压区的交界部位引入一定量的空气的管路。
在保护管上连接有可以控制进气流量的阀门,可以调整进气量的大小。
在真空泵上安装汽蚀保护管后,在泵运行时,开启调节阀门,从外部引入压力较高的气体可以及时补充因气泡破裂出现的空间,消除在负压区所形成的部分空化气泡,减少在正压区溃灭的空化气泡数量,从而达到减小泵体所受的水击冲击力,降低汽蚀的危害,对真空泵各过流部件起到一定的保护作用。
2.增加大气喷射器
所谓的大气喷射器是以高速运行的气流作为工作媒介,完成吸气和压气动作的装置。其结构示意图如图1所示。
大气喷射器主要由拉瓦尔喷嘴和扩压器这两个部件组成,它们共同形成一个气流通道。压缩气体通过拉瓦尔喷嘴后,速度提高到音速以上。
由于高速气流的抽吸作用,将吸气口的气体吸入并与之混合。在混合气体通过扩压器时,速度降低,压力升高,从而使之排出管路。

图1 大气喷射器结构示意图
为了减少汽蚀对真空泵的损坏,我们将与真空泵配套的大气喷射器安装在真空泵的吸气管路上。其中 A 直通大气,B 接口直接与被抽气体相连接,C 口与真空泵口相连。
真空泵在工作时,由于在 A口直通大气,C 口在真空泵抽气时压力较低(相对于标准气压为负压),使 A 与 C 口形成一定压差,从而在喷射器内产生高速气流。
在高速气流的抽吸力作用下,在喷射器的吸入室获得了较低(相对于真空泵吸气口压力)的压力。因此安装大气喷射器的真空系统,可以进一步降低被抽对象的真空度。
在满足被抽对象真空度要求的情况下,可以适当提高真空泵吸入口的压力,降低汽蚀损害的作用。
3.降低工作液的温度或更换工作液
真空泵运行时产生汽蚀的前提是在泵体内部负压区的压力低于工作液的汽化压力,导致工作液产生了大量空化气泡。
工作液的汽化压力与其温度有直接的关系:温度升高,则汽化压力就会随着升高。
汽化压力的升高会使工作液在泵体中产生空化气泡的位置前移,提前产生大量气泡,从而严重影响了真空泵的抽气效率。
因此降低工作液的温度,能有效地后推空化气泡的产生位置,提升真空泵的抽气效率。
除了降低工作液的温度外,还可以改换其它汽化压力低的工作液,以提高泵的极限真空度,降低汽蚀的危害。
比如可以将原先的工作液由水改成变压器油,由于油的汽化压力较高,使其极限真空度得到较大的提升。
在某些特殊工作条件下,工作液也可用其它液体,比如甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂。
4.更换过流部件材料
在相同的真空系统中,其汽蚀作用力是相同的。由于不同的材料之间,其抗汽蚀能力差异较大,因此泵体的过流配件如果采用不同的材料,其抗汽蚀效果会有非常大的差别。
在使用寿命上,采用抗汽蚀能力强的材料就会大大超过抗汽蚀能力差的材料。
影响材料抗汽蚀能力的因素很多,影响较大的两个指标是硬度和弹性。通常硬度高或弹性好的材料,其抗汽蚀能力较强,如低碳铬镍合金钢以及黄铜等都具有较好的抗汽蚀性能。

本文声明 |内容来源于《水环真空泵常见故障及其应对措施》,作者:邵明礼等人。本文仅限交流使用。【本平台摘录或转载于第三方的信息(包括文章、图片等)会标明作品来源和作者,无法查明作者的,将标明获取途径,如权利人认为内容侵犯其著作权,请书面告知,本平台将及时审查并删除被侵权的内容。其他任何媒体、网站或个人如需转载本平台内容,请注明信息来源。】