平板式液环泵技术说明(谭紫华)

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1、液环泵的汽蚀机理及预防措施液环泵的汽蚀机理：见液环泵的汽蚀机理图，从图中我们可以看到，偏心地装于圆形泵体内的叶轮，从A点转到B点时，两个叶片与轮毂、液环内表面包围成的容腔逐渐增大，气体从被抽系统中吸入，使被抽系统形成真空。A到B转动的这个区域我们称之为吸入工作区。同时，由于压力的降低，一部份溶于工作液中的气体就会从液环中析出，并且，压力越低（或越接近于液环的饱和蒸汽压时），从液环中析出的气泡越多，速度越快，当吸入压力达到液环的饱和蒸汽压时，液环处于沸腾状态，液环泵的抽气量将为零。当叶轮由D点转到A点时，相应的容积由大变小，使原先吸入的气体受到压缩，当压力达到外界的气体压

2、力时，气体被排出。D到A的这个区域称之为压缩排出区域。在这个区域内，由于压力的逐渐增大，从吸入工作区液环析出的气泡急剧缩小，以至破裂。大气泡破裂的同时，液体质点将高速地填充气泡破裂时产生的空穴，发生相互撞击而形成水击。这种水击的频率高达2500Hz，压力高达49MPa，至使叶片表面出现麻点，严重时，会使叶片表面的金属剥落而形成蜂窝状。汽蚀破坏除机械力的作用外还伴有电解、化学腐蚀等多种复杂的作用。选用更耐腐蚀的材料有利于预防汽蚀现象的产生。从液环泵汽蚀的机理图和以上的论述，我们可以看出，不论是平板式液环泵还是锥体式的液环泵，它们的汽蚀过程是一样的。从吸入工作区的液环析出的

3、气泡随压力的增大就开始破裂，不可能如其它厂家说的那样，气泡会在叶轮的轮毂处聚积最后会从排气口排出。果真如此的话，就不需要控制工作液的温度。实践也证明该说法是站不住脚的。（举锥体泵由于汽蚀破坏的例子）液环泵汽蚀的预防措施：从以上的分析可以看出，影响液环泵汽蚀的直接因素有如下三个方面：一个是吸入气体的绝对压力，一个就是液环的饱和蒸汽压，另一个就是材料的耐腐蚀性能。为了预防汽蚀产生的破坏，我们可以针对影响汽蚀的因素来采取对应的措施：1、控制好吸入气体的真空度，使真空泵运行在安全的区域。在选用液环式真空泵时，要综合考虑工作点真空度与液体温度的关系，使真空泵在汽蚀安全区域下运行。

4、当以水作为工作液时，右图是水温对液环真空泵抽气量的影响曲线。以边界线分开的两个区域，左边为汽蚀区，右边的区域为运行安全区。真空泵的工作点（绝对压力mbar）为横坐标。纵坐标为水温对真空泵抽气能的影响系数。当工作点与水温修正曲线的交点落在汽蚀区时，真空泵会产生汽蚀。例：当工作点在50mbar,与18℃的水系数曲线相交于安全区，与26℃的水系数曲线相交于汽蚀区。上述两个交点说明：在水温18℃时，真空泵工作在50mbar是安全的。如果水温在26℃时，真空泵会产生汽蚀损坏。提高选型的准确性，尽量避免工作点往高真空偏移。如果选用的真空泵在对应工作点的抽气能力大于系统产生的气量时,

5、真空泵实际工作点会向更高真空偏移。见上图,即使用户要求的工作点与水温修正曲线的交点落在安全区域,但当其交点与边界曲线较接近时,如果选用的真空泵抽气裕量较大,真空泵投入运行时，其实际运行的绝对压力与水温修正曲线的交点可能会偏移到汽蚀区。所以，准确选用液环泵产品，也是防止其发生汽蚀损坏的必要条件之一。在实际应用中，若真的出现选型余量太大时，可以采用补气或加真空破坏阀的方法来降低真空泵入口的真空度。另外，液环泵前配大气喷射器，也可以提高吸入气体的真空度，使液环真空泵处于100mbar绝压点附近工作。在真空泵提供动力气源的前提下，喷射器可以在低于60mbar下工作。真空泵的实际

6、工作点的绝对压力值与泵内液体饱和蒸压的差值得到提高，从而达到理想的防汽蚀效果。1、在吸入气体处于高真空度的前提下，尽可能降低工作液的饱和蒸汽压。若有条件，可选用较低温度的工作液。供入泵体内的工作液温度越低，其饱和蒸汽压则越低。下面，以水在不同温度下的饱和蒸汽压数值为例：温度(℃)152025303540饱和蒸气压(mbar)17.0423.3731.6642.4156.2273.75假设真空泵的工作点在80mbar绝对压力运行，水温越高，工作点绝对压力与水的饱和蒸汽压的差值就越小，水越接近沸腾。真空泵越容易产生汽蚀。所以，在真空泵工作点为固定值的前提下，降低液体温度可以

7、达到防汽蚀的效果。创造条件，避免工作液温升过高。在相同功率和同等效率条件下，若工作液的流量太小，势必造成工作液温度过高。同样，在相同功率和同等效率条件下，若工作液的流量一样，工作液的温升也是一致的。由此可见，有的厂家在同等气量条件下，配套功率大、效率低，由于采用了双级作用的锥体式液环泵就可以说工作液温度要比单级的平板泵的工作液温度低2~3℃，这一说法是不合理的。当然，增大工作液的流量，是可以降低工作液的温升的。例如：平板式的液环泵可以堵住内循环孔，可以增大约1倍的工作液的流量，从而降低工作液的温升。还有一种情况，也是造成工作液温度升高过多