水環(huán)式真空泵運(yùn)行故障分析及對(duì)策

李 毅

（陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山西陽(yáng)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(guò)與水環(huán)間的容積變化完成吸氣、壓縮、排氣工作過(guò)程。在泵腔內(nèi)補(bǔ)充適量的水作為介質(zhì)，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)。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(gè)空腔。旋轉(zhuǎn)前180°，葉片和逐步和水環(huán)內(nèi)表面分離，此時(shí)兩個(gè)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(shí)，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(shí)，空腔與排氣口連通時(shí)，壓縮氣體排出。再進(jìn)人下一個(gè)工作循環(huán)。

2 真空泵常見(jiàn)故障與應(yīng)對(duì)措施

2.1 閥片損壞

閥片通常為了消除真空泵在運(yùn)行中出現(xiàn)的過(guò)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(shí)，閥片朝葉輪移動(dòng)，緊密貼合在分配器上，防止出口的空氣進(jìn)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(shí)，氣體推開(kāi)閥片，此時(shí)閥片的打開(kāi)一定角度，及時(shí)將氣體通過(guò)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(kāi)一定角度，扭曲成“S”狀，真空泵長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，使得閥片扭曲部位過(guò)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(huì)造成真空泵泵體振動(dòng)劇烈，發(fā)出鳴叫聲，電流加大，能夠通過(guò)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(dòng)嚴(yán)重。一般情況下，閥片先后斷裂，比較容易辨別此類(lèi)故障，但是如果閥片同時(shí)損壞斷裂，則不易辨別。

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

2.2 軸承過(guò)熱

軸承過(guò)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(shí)，葉輪兩側(cè)的受力不均衡，容易產(chǎn)生軸向力，使得軸承負(fù)載變大，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)造成溫升較大。應(yīng)對(duì)措施：及時(shí)更換閥片。

（2）軸端密封盤(pán)根故障或密封水堵塞，外界空氣經(jīng)過(guò)盤(pán)根和周條間隙，對(duì)吸、排氣功能帶來(lái)負(fù)面影響。如果單側(cè)密封損壞，會(huì)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(duì)措施：更換盤(pán)根或疏通密封水道。

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

（4）潤(rùn)滑脂必須潤(rùn)滑油過(guò)多，阻力加大，使得軸承溫升較大；潤(rùn)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(duì)措施：加注潤(rùn)滑脂必須適量。

（5）泵體和軸承振動(dòng)大，引起軸承發(fā)熱。

應(yīng)對(duì)措施：首先，消除泵體振動(dòng)，振動(dòng)消失，軸承溫度會(huì)及時(shí)恢復(fù)。

（6）軸承滾動(dòng)體或保持架故障，引起軸承溫升過(guò)大[2]。應(yīng)對(duì)措施：及時(shí)更換新軸承。

2.3 泵體異常振動(dòng)

當(dāng)泵體、進(jìn)排氣管道振動(dòng)大時(shí)，而真空泵底座和安裝基礎(chǔ)振動(dòng)較小，可判斷振動(dòng)源來(lái)自泵體本身。

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

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

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

（4）進(jìn)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(dòng)。供水過(guò)量，水環(huán)對(duì)葉片產(chǎn)生較大的阻力，引起振動(dòng)，同時(shí)耗能也增多。應(yīng)對(duì)措施：調(diào)整合理的進(jìn)水量，不能僅依靠進(jìn)水壓力衡量供水水量。通常可根據(jù)真空泵的排水量判定供水水量。

2.4 結(jié)垢

真空泵過(guò)流通道結(jié)垢后，電機(jī)電流增大、進(jìn)排氣量減小、真空度下降。真空泵整體性能降低。應(yīng)對(duì)措施：使用鍋爐除垢劑或者稀鹽酸清洗水垢，必要時(shí)可拆開(kāi)真空泵進(jìn)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(duì)分配器進(jìn)行貼合，造成已排除的部分氣體重新流回工作腔，再次進(jìn)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(duì)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(duì)措施：修復(fù)軸端密封。

（3）水環(huán)失穩(wěn)，進(jìn)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(duì)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(jìn)水量不足：工作用水量供應(yīng)不足，使水在泵腔內(nèi)停留時(shí)間過(guò)多，經(jīng)過(guò)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(duì)措施：適當(dāng)加大供水量。

2.7 進(jìn)口閥開(kāi)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(shí)，由于進(jìn)口閥關(guān)不嚴(yán)，甚至無(wú)法動(dòng)作，導(dǎo)致兩臺(tái)真空泵竄氣，真空度降低。一種原因閥門(mén)存在質(zhì)量問(wèn)題；另一種原因閥門(mén)銹蝕嚴(yán)重。應(yīng)對(duì)措施：對(duì)存在質(zhì)量問(wèn)題的閥門(mén)予以更換。閥門(mén)銹蝕可通過(guò)注油或用金屬清洗劑予以潤(rùn)滑，減小關(guān)閥阻力。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述：水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，只要做好日常點(diǎn)檢維護(hù)，及時(shí)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(jiàn)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(mǎi)買(mǎi)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(jī)械，2015（01）：62-64.