1.水環(huán)真空泵的工作原理
雖然不同類型的水環(huán)真空泵有不同的結(jié)構(gòu)，但它們的基本原理基本相同。水環(huán)最典型的真空泵是單級單作用水環(huán)真空泵，具有軸向吸入和排出。單級單作用水環(huán)真空泵的結(jié)構(gòu)包括進(jìn)氣口、出氣口、泵蓋、泵殼、葉輪、隔板、電機(jī)等。水環(huán)真空泵工作時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，使工作室內(nèi)的水在離心力的作用下形成水環(huán)。如果水環(huán)合適，則形成的水環(huán)正好與上側(cè)的輪轂相切，并且正好接觸下側(cè)的葉輪頂端。此時(shí)，在水環(huán)，輪轂的內(nèi)表面和葉片之間將形成不同尺寸且彼此不連通的新月形空間。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)月牙形空間的體積將由小到大，從而降低壓力。當(dāng)與吸氣孔連通時(shí)，氣體將被吸入。然而，當(dāng)它的體積從大變小時(shí)，氣體將被壓縮，壓力將增加。當(dāng)氣體被壓縮到一定程度時(shí)，它將與排氣孔連通，氣體將被排出。由于補(bǔ)充水可以連續(xù)引入，水環(huán)基本上可以保持恒溫狀態(tài)，也可以吸收壓縮氣體產(chǎn)生的熱量，所以這個(gè)過程也可以近似地視為等溫過程。
水環(huán)真空泵的能量傳遞過程如下：在吸入側(cè)，葉輪將能量傳遞給水以增加其動(dòng)能并形成水環(huán)，然后水環(huán)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能轉(zhuǎn)化并傳遞給氣體，從而實(shí)現(xiàn)壓縮和排氣的過程。水環(huán)真空泵的工作原理實(shí)際上與其他容積泵非常相似，只是水環(huán)是水環(huán)真空泵的能量傳遞介質(zhì)。由于飽和蒸汽壓的限制，以水為工作流體的水環(huán)真空泵的極限壓力只能達(dá)到2000
~
4000帕。此外，水環(huán)真空泵效率低也是水環(huán)，真空泵最常見的缺陷，一般效率約為35%。然而，由于水環(huán)真空泵具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、等溫壓縮和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
2.水環(huán)真空泵常見故障及處理
2.1進(jìn)氣和出氣管道積水
運(yùn)行過程中，水環(huán)真空泵與蒸汽冷凝器連接，由于水汽分離設(shè)備的工作漏洞，管道可能產(chǎn)生水汽積聚流。水環(huán)真空泵停止運(yùn)行后，水蒸氣會(huì)逐漸凝結(jié)，最終變成積水。一次產(chǎn)生的累積水可能較少，但多次之后，累積水將增加并最終返回真空泵，導(dǎo)致瞬時(shí)電壓過高和電機(jī)燃燒。進(jìn)氣和出氣管道積水的維護(hù)和處理：首先，在日常工作中，應(yīng)定期檢查水環(huán)真空泵，特別注意進(jìn)氣和出氣管道有無積水，以便及時(shí)清理少量積水。為防止此類故障再次發(fā)生，水環(huán)真空泵的水氣分離器應(yīng)進(jìn)行改造和完善，如采用耐磨性和耐腐蝕性更高的優(yōu)質(zhì)鋼材，或加大水氣分離管的直徑，為水氣分離提供更大的空間，以減少水汽積聚，消除和防止積水故障。
2.2電機(jī)啟動(dòng)異?；蜻^熱
首先，馬達(dá)啟動(dòng)異常?！爱惓！笔侵冈胍暨^大或啟動(dòng)失敗，這可能是由于泵內(nèi)(葉輪阻力分配板內(nèi))有異物、電機(jī)供電電壓低和電機(jī)不相等造成的。在此基礎(chǔ)上，檢查電機(jī)的接線，以避免相位故障或電源故障等問題。如果真空泵長時(shí)間不運(yùn)轉(zhuǎn)，除了對開口蓋進(jìn)行除銹外，還應(yīng)在里面加入除銹劑。必要時(shí)，還應(yīng)打開端蓋，檢查其中是否有雜物，并調(diào)整分配板與葉輪之間的距離。其次，電機(jī)過熱。有三個(gè)原因。一是真空泵的供水量過大，導(dǎo)致電機(jī)負(fù)載過大。第二，電機(jī)缺相。第三，通風(fēng)口被堵住了。有鑒于此，請仔細(xì)檢查真空泵的排氣容積。如果涉及的水量較大，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整(減少)供水閥;電工應(yīng)全面檢查電機(jī)，避免缺相。仔細(xì)檢查通風(fēng)孔。如果有任何問題如堵塞，疏通它。
2.3缺乏真空
水環(huán)：真空泵系統(tǒng)真空不足有幾個(gè)主要原因：
(1)水環(huán)的工作不穩(wěn)定。如果進(jìn)水管結(jié)垢，進(jìn)口電磁閥堵塞，泵的工作水供應(yīng)將不足，從而使水環(huán)不穩(wěn)定。此時(shí)，由于偏離設(shè)計(jì)工作條件，泵的輸出將不可避免地下降，這將導(dǎo)致系統(tǒng)真空下降。響應(yīng)方法是清除進(jìn)水管中的污垢，并保持入口電磁閥通暢。
(2)入口止回閥失效。當(dāng)閥板因結(jié)垢、腐蝕或堵塞而無法吸起時(shí)，會(huì)出現(xiàn)空氣錯(cuò)流現(xiàn)象，即空氣會(huì)從備用泵的入口被吸入工作泵，從而增加泵的功耗，降低系統(tǒng)的真空度。對策是清除閥板的結(jié)垢或更換新的。
(3)密封不良。在軸端密封不良或密封失效的情況下，如果外部空氣被吸入水環(huán)真空泵，系統(tǒng)的真空度會(huì)下降，泵的兩個(gè)進(jìn)氣管的溫度會(huì)不同。應(yīng)對措施是檢查軸端，確保密封緊密。有時(shí)密封水的泄漏會(huì)太大。如果判斷錯(cuò)誤是由于填料壓縮力不足造成的，填料的進(jìn)一步壓縮將導(dǎo)致摩擦力增加和軸功率進(jìn)一步增加。此時(shí)，真正的原因可能是工作水量太大，所以壓緊填料不能盲目。
2.4真空泵的氣蝕
在真空泵運(yùn)行過程中，最常見的故障是葉輪轉(zhuǎn)子的損壞，這主要是由于葉片表面存在許多麻點(diǎn)和孔洞。在嚴(yán)重情況下，會(huì)發(fā)生葉片斷裂，導(dǎo)致設(shè)備非計(jì)劃停機(jī)，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。葉輪葉片這些故障的主要原因是氣蝕。產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象的主要原因是真空泵運(yùn)行過程中，負(fù)壓區(qū)和正壓區(qū)，之間存在交替變化，這是由其結(jié)構(gòu)和工作原理決定的。因此，為了減少甚至避免空化的危害，有必要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。此外，可根據(jù)其工作原理采取一些措施。為了防止水環(huán)真空泵在氣蝕條件下工作，可以采取兩種措施：一是改進(jìn)管道設(shè)備，如增加空氣噴射器和氣蝕保護(hù)管等。二是根據(jù)空化的產(chǎn)生原理采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，如降低工作流體的溫度、更換工作流體和選擇合適的類型。
2.5閥板破裂
在水環(huán)真空泵的兩個(gè)排氣口分配器的旁邊分別設(shè)有閥板，閥板用于消除真空泵運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的過壓縮或欠壓縮，避免泵的功耗增加和效率降低。閥板可以沿著分配器和擋板之間的軸向小距離移動(dòng)。當(dāng)泵內(nèi)壓縮氣體的壓力小于泵出口壓力時(shí)，閥板向葉輪移動(dòng)，緊貼分配器，防止空氣進(jìn)入在泵出口處形成小腔，保證氣體繼續(xù)壓縮;當(dāng)壓縮氣體的壓力大于泵出口壓力時(shí)，氣體通過排氣口沖刷閥板，使閥板的上部以一定角度擺動(dòng)，以利于氣體的順利排出。通過這種方式，閥板的下部通常緊密地連接到分配器上，而上部以一定角度展開并扭曲成“S”形。長期扭曲導(dǎo)致應(yīng)力集中在閥板的中部，導(dǎo)致疲勞損壞和中部斷裂。
閥板破裂后，將出現(xiàn)以下影響：
(1)軸承過熱。當(dāng)閥板破裂時(shí)，葉輪兩側(cè)的壓力將不平衡，轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生軸向力，這將增加滾珠軸承的負(fù)荷。長期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致軸承溫度升高。兩個(gè)閥板斷裂時(shí)，斷裂位置不完全相同，葉輪兩側(cè)的壓力也略有不平衡，軸向力比一個(gè)閥板斷裂時(shí)減小，軸承溫度降低，但仍較高。
(2)當(dāng)軸功率上升時(shí)，閥板無法按照正確的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)分配器的適當(dāng)覆蓋，部分廢氣將再次回流到工作室，反復(fù)壓縮和排放，造成能量損失，增加電機(jī)負(fù)載。
(3)真空泵的真空度下降。當(dāng)兩側(cè)的閥板破裂時(shí)，系統(tǒng)真空將急劇下降。閥板損壞后，必須及時(shí)更換。如果一個(gè)閥板損壞后不及時(shí)更換，另一個(gè)閥板的使用壽命將大大縮短，并且在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生斷裂。