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水环式真空泵与罗茨风机_罗茨鼓风机

发布时间: 2021-11-10 点击 13 次

水环式真空泵与罗茨风机:水环式真空泵

  概述:流量及真空度是选择何种合适的水环式真空泵产品两个最主要的因素一、流量: 是决定产品的大小,流量要求愈高,产品体积相对愈大,所需配用的电机功率亦会愈高二、真空度:是决定产品采用何种结构,真空度是有表压及绝对压力这两种读数。绝对压力表示读数是绝对值,即读数愈靠近‘0’,真空度愈高。但反观表压,愈接近760mmH?即表示真空度愈高,假若你所要求的绝对压力(极限真空)是靠近‘0’,那么只有旋片式真空泵才可以满足这个需求,但假若需求是靠近1bar(即大气压力),那么便可以选用鼓风机或离心风机来满足这个需求.上海真空泵厂家中成泵业将竭诚为您服务!

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水环式真空泵与罗茨风机:水环式真空泵使用注意事项须知

  水环式真空泵,一般来说所用的工作液都是水。作用在转子叶轮上的能量被液体接收并传给被压缩的气体,这样就造成了水环的温度升高。水环的部分水与气体一起压缩排除泵外。在压缩过程中产生的大部分热量被带走。因而需要不断的补充新鲜的水,以使水环泵的工作温度能够维持恒定。在多数的水环式真空泵中,其工作温度约为15-20℃,它取决于所补充水的温度。湿度传感器探头,,不锈钢电热管pt100传感器,,铸铝加热器,加热圈流体电磁阀

  实际上,水环泵的极限压力并不十分重要,因为不同的液体,在压力低于50-60hpa时,会发生气蚀现象,泵的部件会遭到损坏。当泵接近极限压力时,抽速很低,泵入口处的水开始沸腾。当转至泵的出口时,形成的气泡开始破裂。这样就会产生很大的噪声,同时泵的驱动轮和泵腔等部件被逐渐破坏。这种现象通常称作气蚀现象。一旦气蚀现象发生,就要通过小阀引入少量的新鲜空气。在这种情况下,在入口官道上开个小孔,以便定量地加入些新鲜的其他,如果使用气体喷射器,气蚀现象就不会产生了。

  单级水环泵只适于入口压力为130-1013kpa的压力范围,压缩比为1:7。若入口压力低于130kpa时,推荐使用双级水环泵。在双级泵中两个泵腔串联接通,工作腔容积比约为2.5:1。

  双级水环泵的极限压力取决于水的蒸气压力。假设在泵工作温度下的水蒸气压力为ph2o,入口压力为pa,几何抽速为sth,那么根据经验,在压力低于130hpa时,泵的有效抽速为sa=sth(1-ph2o/pa)考虑到油的蒸气压较低,双级液环泵也可以用作油作为泵的工作液体,因而获得较低的极限压力。但是,在需要抽除大量水蒸气的时候,特别在粗抽和精油的情况下,因为油易于吸水形成一种乳化液,故液环泵在这种情况下很少使用油作为泵液。如果使用油作为泵液,在泵上还要配备一个油冷却装置,以便散除压缩热。很少使用三级或多级的液环泵。然而,液环泵常和气体喷射器、水喷射器和罗茨泵串联使用。

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水环式真空泵与罗茨风机:罗茨真空泵与罗茨鼓风机的区别

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  近年来,罗茨真空泵(负压罗茨风机)在某些国家和地区需求格外高,抢占这些市场具有战略性意义。而且罗茨真空泵在石油、化工、塑料、农药、汽轮机转子动平衡、航空航天空间模拟等装置上得到了长期运行的考验,所以应该在国内大力推广和应用。同时也广泛用于石油、化工、冶金、纺织等工业。

  既然罗茨真空泵的应用那么广泛,那么下面就为大家介绍下概念及使用时的注意事项:

  一、罗茨真空泵的概念及与罗茨鼓风机的区别

  罗茨真空泵是一种旋转式容积真空泵,其结构形式是由罗茨鼓风机演变而来的,多用在罗茨真空机组中,有提高抽速和前级泵的真空度的作用。其实罗茨真空泵和罗茨鼓风机主机构造及原理都是一样的,罗茨鼓风机用于正压的工况,罗茨真空泵用于负压的工况,在结构上,二者的主机相同,只是在进出口上略有不同,罗茨鼓风机一般是用其排风出口连接工作管道,而罗茨真空泵则是用其吸风进口连接工作管道。

  二、罗茨真空泵工作原理:罗茨真空泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很低,故高、中真空泵需要前级泵。

  靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。

  罗茨真空泵是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵,此泵不可以单独抽气,前级需配油封、水环等可直排大气。

  它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似,工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统主抽泵相接。这种真空泵的转子与转子之间、转子与泵壳之间互不接触,间隙一般为0.1~0.8毫米;不需要用油润滑。转子型线有圆弧线、渐开线和摆线等。渐开线转子泵的容积利用率高,加工精度易于保证,故转子型线多用渐开线型。罗茨真空泵的转速可高达3450~4100转/分;抽气速率为30~10000升/秒(1升=10-3米3);极限真空:单级为6.5×102帕,双级为1×103帕。

  罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外,还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度,可将罗茨泵串联使用。罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转,被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内,再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态,所以,在泵腔内气体没有压缩和膨胀。 但当转子顶部转过排气口边缘,v0空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高,则有一部分气体返冲到空间v0中去,使气体压强突然增高。当转子继续转动时,气体排出泵外。罗茨泵在泵腔内,有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上,由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间,转子与泵壳内壁之间,保持有一定的间隙,可以实现高转速运行。

  罗茨风机和罗茨真空泵的基本结构和原理都是相似的,但是罗茨真空泵和罗茨风机是不同的,罗茨真空泵是用来吸气,常用作负压环境,而罗茨风机是吹气常用做正压环境,因此,同样是罗茨设备,他们的进出口是相反的,压力表一个是正压压力表,另一个是负压压力表,也就是说二者本质相同,罗茨风机品牌锦工、锦工等也都有罗茨真空泵类产品,但是罗茨真空泵价格要稍比罗茨风机价格高!

  三、罗茨真空泵的特点是:启动快,耗功少,运转维护费用低,抽速大、效率高,对被抽气体中所含的少量水蒸汽和灰尘不敏感,在100~1帕压力范围内有较大抽气速率,能迅速排除突然放出的气体。这个压力范围恰好处于油封式机械真空泵与扩散泵之间。因此,它常被串联在扩散泵与油封式机械真空泵之间,用来提高中间压力范围的抽气量。这时它又称为机械增压泵。

  罗茨真空泵广泛用于真空冶金中的冶炼、脱气、轧制,以及化工、食品、医药工业中的真空蒸馏、真空浓缩和真空干燥等方面。真空泵配件为用于真空泵噪声治理的,真空泵消音器。

  四、罗茨真空泵使用时的注意事项,更多罗茨真空泵知识可参考:罗茨真空泵详解

  1.罗茨真空泵使用必须配备前级泵,不单独使用。

  2.罗茨真空泵多用在罗茨真空机组中,它的作用是提高抽速和前级泵的真空度。

  3.罗茨真空泵在使用过程中如果导致真空度降低,此时需要检查不可缺少的一点是罗茨真空泵转子之间的间隙是否有所变化,如果罗茨真空泵的转子间隙变大,则需要更换罗茨真空泵。

  4.在选择罗茨真空泵的时候需要注意的是罗茨真空泵易损件的密封方式,一般罗茨真空泵采用的都是机械密封的方式,这样可以有效的提高罗茨真空泵的工作效率。

  五、罗茨鼓风机与罗茨真空泵较明显的区别就是罗茨鼓风机用于正压送风,而罗茨真空泵则用于负压抽吸。

  罗茨真空泵又根据结构与真空度的不同可分为偏向中高真空度的普通型罗茨真空泵与直排大气型的粗真空罗茨真空泵。前者使用时需要配合前级泵使用,保证压差在2KPa-10KPa以内,压差过大会导致压缩比增大、功率增加及热胀,从而使电机过载或转子热胀抱死;而后者通过加大结构间隙,同时配备气冷或水冷,减少过大压差引起的热胀效应,可以使设备适应高达88KPa的压差,也就是所谓的直排大气,相应的由于过大的间隙导致其真空度远不及前者。

  因此,一些临时性的较低抽气真空环境,罗茨鼓风机可以代替罗茨真空泵使用(罗茨真空泵是进口与系统连接,利用进口对系统抽吸;罗茨鼓风机是排气口与系统连接,利用排气口送风给系统)。但也仅限于粗真空环境,无法应用于真空度或其他要求过高的场合。

  但反过来,实际应用上不会有人愿意拿罗茨真空泵来替代罗茨鼓风机,一方面由于性价比上出入太大,罗茨真空泵的价格要远高于罗茨鼓风机;另一方面普通型罗茨真空泵如前面所述需要配合前级泵使用,无法在常压下启动,使用也就无从谈起。

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水环式真空泵与罗茨风机:造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较

  水环真空泵和透平风机是现代造纸真空系统中最常见的两种真空发生设备,通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点,总结两者的优点和缺点,希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。

  水环真空泵是造纸真空系统最普遍使用的设备,为造纸行业技术人员所熟知。而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚,从2007 年才开始正式有投入使用,造纸行业的相关技术人员了解甚少,常被视为是“新技术”。事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近,在造纸行业中使用都有较长的历史。两者各有优劣,不能相互取代,故一直在造纸行业共存,在现有的技术条件下,水环真空泵更具优势,仍占据市场主导地位。

  水环真空泵分别于1903 年由美国人Houis Nash和1905 年由西门子公司在相互不了解的情况下发明出来。现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种,其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造,CBF 系列平板泵由广东省佛山水泵厂有限公司于1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。水环真空泵在造纸真空系统有超过80 年的应用历史,世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。

  透平风机同样出现在20 世纪初,最初作为压缩机使用。1900 年由法国拉托厂首先制造出第一台透平压缩机。瑞士的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机,是最早生产透平真空风机的厂家之一,2001 年苏尔寿公司并入德国曼集国,组建成现在的曼透平公司。曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家,该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60 年的应用历史,主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机。根据国外的造纸工艺教材介绍,美国德莱赛公司原来也生产用于造纸真空系统的透平风机,但现在该公司已经不涉足该类应用。我国现有陕西鼓风机厂、沈阳鼓风机厂和上海鼓风机厂等多家生产透平风机的厂家,均不涉足造纸行业。

  可见水环真空泵和透平风机起源于同一时期,在造纸真空系统中的应用都有较长的历史,但水环真空泵在该领域得到蓬勃的发展,而透平风机在该领域发展滞缓。

  水环真空泵的工作原理是:叶轮与泵体呈偏心配置,当叶轮旋转时,水在离心力的作用下沿泵体内壁形成近乎等厚的旋转水环,水环内表面与叶轮轮毂外表面构成月牙形的工作腔,并被叶轮叶片分割成大小不等的空腔。前半转空腔的容积逐渐扩大,气体从外界吸入;后半转空腔的容积逐渐缩小,气体被压缩后排出外界。从而完成吸气、压缩、排气三个工作阶段。通常在纸厂中使用的是单级水环真空泵,它可以提供全范围的真空容量。

  透平风机的工作原理是利用叶片和气体的相互作用,叶轮高速转动,提高气体压力和动能,并利用相继的通流元件使气流减速,将动能转变为压力的提高。通常使用多级组合压缩获得最终需要的压力。作为真空发生器使用时,排出的最终压力为大气压,吸入压力则为负压。通常在纸厂中使用较多的是多级离心式透平风机,压力逐级升高,各级均有吸入口,每个吸入口有不同的真空度。若使用单级的透平风机,则只能在单个较小的真空范围内工作。

  由于工作原理上不相同,要求有不相同的转速,水环真空泵要求的工作转速较低,一般的叶轮线速度为14~24m/s ,透平风机要求的工作转速较高,一般叶轮线速度为300~500m/s,是水环真空泵的二十倍以上。由于气体在水环真空泵内的流速较低,并且会被水环泵内的水冷却,因此吸入与排出的气体温度近乎不变。而气体在透平风机内的流速很高,由于摩擦和压缩均产生热量会让气体温度急剧升高,往往需要在中间级增加冷却装置。透平风机为干式真空发生设备,相比需要带动水环工作的水环真空泵,效率会更高一些,但是这样的干式真空设备对于水比较敏感,较多水进入到透平风机内可能会直接导致其损坏。此外,当吸入流量小于透平风机的设计值时,气流可能脱离风机的叶片,出现旋转失速的现象。随着失速的产生和发展,可能出现另一种不稳定工况现象,风机的气体流量和排气压力周期性地低频率、大振幅波动,引起机器的强烈振动,这种现象称为透平风机的喘振。

  水环真空泵一般为单级叶片,如图1 所示,结构简单,叶轮与泵体之间通过工作水密封,没有刚性机械接触,可抽吸含水份或粉尘的气体。由于工作转速较低,工作负荷不大,只需使用最简单的滚子轴承结构。

  图1 单级平板水环真空泵剖面图

  1- 叶轮2- 主轴3- 泵体

  图2 多级透平风机剖面图

  1- 机壳2- 叶轮3- 隔板4- 主轴

  透平风机常采用多级叶轮的结构,如图2 所示,结构比较复杂,叶轮的前后需带隔板,叶轮与隔板之间需加装特殊的密封装置。为了防止失速和喘振,还需设有回流的导叶和防喘装置。由于高速运转,对轴承的要求较高,一般采用油膜滑动轴承,有时会采用磁悬浮或气体轴承。相比水环真空泵,透平风机虽然显得比较高级,但结构复杂,各零件的强度和加工精度都要求较高,生产成本大,可产生故障点多,使用和

  维护都比较困难。此外,在运行过程中,由于透平机内温度较高,各零件容易变形造成设备卡死或振动加大的现象。

  现代的纸机都是利用真空帮助纸页脱水的,因此真空系统是一台纸机的重要组成部分。一台纸机上有多个真空度要求不相同的真空元件需要连接到真空系统。如果选用水环真空泵组建真空系统,往往把一些真空度相近点合并后,根据不同的真空度选用多台水环真空泵来组建真空系统。如果选用透平风机组建真空系统,则只需一台或两三台透平风机,则可以组建较大型纸机的真空系统。两者相比,用透平风机的集成度较高,比较节省安装空间;而使用水环真空泵的独立性较好,不同的真空泵之间不会产生相互干扰或连锁反应。

  若选用透平风机,当局部真空元件实际运行的通气流量偏小时,透平风机可能出现失速或喘振的现象,而当局部真空元件实际运行的通气流量偏大时,多级透平风机又会因为各级之间相联,会出现整机真空度偏低的现象,严重时还会造成透平风机性能急剧下降,出现“阻塞”工况。因此,透平风机在真空系统工作的稳定性较差,往往会造成产纸质量的下降或断纸等不良现象。此外,集成度高会造成单台透平风机的功率过大,给工厂电网和起动设备带来不小困难。若使用水环真空泵,即使某些纸机真空元件实际运行参数出现偏小或偏大的情况,只会成相应水环真空泵真空度出现相应偏移的现象,不会造成整体较大的负面影响。若个别真空泵出现问题,需要维修或更换也比较容易操作。

  由于气体挟带的水份或其他异物进入高速运动的透平风机可能会对其造成致命的损害,因此透平风机吸入口前必须有大型的水泥或全不锈钢结构气水分离室,把气流速度控制在3m/s 以内,为防止水泥脱落,以用全不锈钢结构的气水分离室为佳,这种分离室的制造成本较大。此外,高速运转透平风机噪音较大,还需要建造消音的机房隔音。故透平风机投入使用需要的辅助设备成本较大。如果使用水环真空泵,也需要在水环真空泵前安装小型的前置气水分离器,其作用是防止纤维含量较多的水串入水环真空泵的循环水系统中影响水质,同时防止过多的水流入水环真空泵造成轴功率过大的现象,要求并不严格,制造成本较低。

  透平风机的优点是机械效率较高,可节约设备能耗。可以看一下实例,比如广州纸业2007 年投产40万吨新闻纸项目, 真空系统要求总气量约为6800m/min,采用了三台透平风机,总装机功率为6550kW。如果选用最新的CBF 系列水环真空泵,需要13 台真空泵,总装机功率为7005kW,总装机功率相差7%左右。如果是加大真空泵的气量余量或者是选一些性能相对差一点的真空泵,总装机功率相差会在10%~25%左右,有一定的节能效果。此外,透平风机的排气温度较高,一般为120~180℃,热量可回收用于纸机白水和空气系统的加热。而且透平风机不需要使用水作为工作液,可以节约用水。

  值得注意的是两者能耗差并非两者的设计机械效率差,那是因为造纸真空系统抽吸的是湿空气,如果选用水环真空泵,由于温度较高的湿空气进入到水环真空泵内会被泵内的水冷凝而体积减小,水环真空泵的性能相当于得到提高;如果选用透平风机,温度较高的湿空气进入到透平风机温度会进一步升高,气体膨胀而会对透平风机的性能造成负面影响。透平风机获得热回收的同时,也造成了其内部的高温工作环境,会增加透平风机零件变形而产生故障的风险。水环真空泵虽然要以水为工作液,但一般都是循环使用的,水的实际损耗量不会很大。此外由于透平风机工作的不稳定,容易造成产品质量不稳定而需重复生产,造成其他能源的浪费。

  尽管透平风机在设备能耗、热回收和节约水方面相比水环真空泵更具优势,但结构复杂、故障率高、投产成本大,在使用维护的可操作性、工作的可靠性和组建真空系统的稳定性方面远不及水环真空泵。如果使用透平风机,出现产纸质量下降或者损纸较多的现象,顾此失彼,事实上是更大的能源浪费。因此,在现有的技术条件下,水环真空泵的综合使用性能更胜一筹,故在造纸行业中占据主导地位。

一般用途罗茨鼓风机 罗茨鼓风机出口温度高 供应三叶罗茨鼓风机

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