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    液環(huán)(水環(huán)式)真空泵的簡(jiǎn)單介紹

    真空技術(shù)從未停止過(guò)發(fā)展——不僅是在近些年,數十年來(lái)真空技術(shù)一直在不斷發(fā)展。如今, 干式螺桿真空泵用于化工技術(shù)和許多其他應用,而 爪型干式真空泵已成為整個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的標配真空發(fā)生器。 油潤滑旋片真空泵在許多應用中也是很先進(jìn)的,原因在于其仍然在不斷發(fā)展。在諸多應用領(lǐng)域,這些真空泵通常為最常用的真空泵。

    盡管真空泵在技術(shù)上有諸多改進(jìn)、新發(fā)展以及進(jìn)一步提升,然而在某些應用中,真空產(chǎn)生的原理之一——液環(huán)真空泵仍沿用至今并依然卓有成效。

    液環(huán)真空泵的原理早在 1890 年就有研究,即“水環(huán)泵”。由于其結構簡(jiǎn)單而堅固,液環(huán)真空泵(圖 1)適用于抽除潮濕氣體或蒸汽,或者被抽氣體在真空泵內部的壓縮過(guò)程中發(fā)生冷凝的應用中。液環(huán)真空泵特別適用于潮濕的工藝和粗真空的工藝技術(shù),諸如化學(xué)工業(yè)和石油生產(chǎn)和加工、汽輪機凝汽器抽真空以及塑料工業(yè)、造紙業(yè)、食品工業(yè)和多種其他工業(yè)應用。

    工作原理

    液環(huán)真空泵的工作液可以使用水或與被抽氣體或蒸汽相容的液體作為工作液。乙二醇、礦物油或有機溶劑,以及工藝流程中使用到的液體可用作泵的工作液。不同規格大小和版本的泵,其基本原理是相同的。

    圖 2:DOLPHIN 液環(huán)真空泵壓縮腔室的剖面圖。

    偏心安裝的葉輪在圓柱形泵殼(圖 2)中旋轉。向泵殼灌注工作液,使葉輪葉片浸沒(méi)在工作液中。葉輪旋轉和隨之產(chǎn)生的離心力使泵殼內的液體形成所謂的液環(huán)。氣體被抽入到各葉片和液環(huán)之間的空間內。葉輪的偏心旋轉改變了這些空間的容積,借此吸入、壓縮并排出氣體。液環(huán)將各級空間密封為泵腔。因此,該液體有時(shí)候被稱(chēng)為密封液,而不是工作液。

    機理

    基于所使用的工作液,該機理僅能在粗真空范圍內使用。這是因為可達到的真空度取決于通過(guò)真空泵不斷抽送的工作液的蒸汽壓和黏度。這個(gè)要求液環(huán)真空泵需要在相對較低的溫度下運行, 同時(shí)由于是等溫運行, 這意味著(zhù)被抽介質(zhì)在泵的壓縮過(guò)程中不會(huì )被升溫。因此,液環(huán)真空泵特別適合用于抽除含濕度高的蒸汽和氣體。真空泵內的低溫有利于被抽蒸汽和氣體的冷凝。在一定程度上,這意味著(zhù)真空泵還可以作為冷凝器使用。由于氣體進(jìn)入真空泵時(shí)會(huì )發(fā)生冷凝,大大減小了氣體的體積。除了冷凝效果,還提高了額定抽氣速率。 工作液轉移壓縮熱量,即支持冷凝和提高抽氣速率的過(guò)程。 液環(huán)真空泵的一大顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)在于:組件所用材料和工作液可根據泵送介質(zhì)進(jìn)行調整。這使其可以抽除易爆氣體以及蒸汽。由于運行溫度低,因此相比使用其他機械真空泵,在所有情況下均認為液環(huán)真空泵抽除易爆物質(zhì)所產(chǎn)生的問(wèn)題更少。

    結構

    單級液環(huán)真空泵和雙級液環(huán)真空泵之間有著(zhù)根本區別。在單級液環(huán)真空泵中,在一個(gè)壓縮階段內執行上述壓縮流程。而在雙級真空泵中(圖 3),第一階段預壓縮的泵送介質(zhì)被輸送到第二壓縮階段并再次壓縮。單級液環(huán)真空泵可實(shí)現 130 hPa (mbar) 的極限壓力,雙級液環(huán)真空泵可達到最高 33 hPa (mbar) 的極限壓力。

    圖 3:通過(guò)雙級液環(huán)真空泵的氣流。

    結構尺寸也有明顯差異。Busch 普旭在 DOLPHIN 液環(huán)真空泵產(chǎn)品組合中擁有不同的產(chǎn)品系列和版本,抽氣速率從 25 到 26,500 立方米每小時(shí)不等。

    運行方式

    工作液的進(jìn)和出可通過(guò)三種方式實(shí)現:

    1、流體非再循環(huán)運行
    這是運行液環(huán)真空泵的最簡(jiǎn)單方式,在工作液足夠時(shí)均可用。持續不斷地為泵的壓縮腔提供工作液, 然后工作液與氣體和冷凝水一起排出泵體。

    2、開(kāi)放式流體回路
    在開(kāi)放式回路中(圖 4),工作液流出真空泵后與氣體一起被排到液體分離器中。液體和氣體在此分離。當氣體被排出液體分離器的同時(shí),新的工作液會(huì )補充進(jìn)入液體分離器。這保證了回路中有充足的工作液,且溫度不會(huì )上升。與非循環(huán)運行模式相比,開(kāi)放式回路可節省多達 50% 的工作液。

    圖 4:工作液局部循環(huán)系統的 DOLPHIN 液環(huán)真空泵。

    3、閉合式流體回路
    在閉合式回路中的真空泵的下游也設有液體分離器(圖 5)。氣體從分離器排出,同時(shí)在工作液再次進(jìn)入真空泵之前先經(jīng)過(guò)熱交換器, 這樣,工作液可以得到不斷冷卻。這種配置可節省高達 95% 的工作液。這意味著(zhù)只有少量新鮮工作液需要通過(guò)液體分離器進(jìn)行添加。因此,在沒(méi)有足夠工作液的情況下,或者需要盡可能節省工作液時(shí),我們建議使用閉合式回路。

    圖 5:工作液整體循環(huán)系統的 DOLPHIN 液環(huán)真空泵。

    量身定制的真空系統

    液環(huán)真空泵特別適合用作真空系統及安裝服務(wù)的模塊。與蒸汽噴射器組合使用可以實(shí)現更低的極限壓力。直接根據具體應用量身打造真空系統,能夠找到技術(shù)和經(jīng)濟方面都出色的解決方案。Busch 普旭在設計、配置和構造此類(lèi)真空系統有數十年經(jīng)驗,可以讓這些系統安全而又經(jīng)濟地運行在全球化學(xué)處理技術(shù)、石油生產(chǎn)和加工、發(fā)電以及諸多其他領(lǐng)域。Busch 普旭旗下?lián)碛懈鞣N結構尺寸的 DOLPHIN 液環(huán)真空泵,可提供多種 ATEX 認證版本的液環(huán)真空泵。

    圖 6:配有五臺單級 DOLPHIN 液環(huán)真空泵的真空系統,用于工藝流體的脫氣。


    【更新時(shí)間:2024-7-20】
    發(fā)布日期:2024-7-20   已經(jīng)瀏覽 1512次
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