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對水環真空泵發展和設計的幾點看法

2成套性應當說,在2000年以前國內的水環真空泵的生產廠家幾乎全是以銷售單泵為主,極少有用戶訂成套設備,而近兩年來,化工、制藥行業的技改項目設備招標中成套設備占的比例越來越大,一般是要求配分離器、冷卻器(換熱器)、補液泵、閥門、儀表、管件以及控制裝置,形成閉式循環,并且要求與企業的OCS系統相連,對液位、壓力、力量等進行在線控制。對這種機電一體化成套設備的要求在許多行業越來越普遍。

3較高真空下要求較大的抽氣量許多化工、制藥行業的真空蒸餾、濃縮、脫水、干燥以及發電廠的抽除尾氣都要求在吸入壓力為3--8kPa之間有較大的抽氣量,單級水環真空泵在這一區間抽氣能力已相當弱,而兩級水環真空泵和帶一級大氣噴射器的兩級水環真空泵的特點是在該區間有較大的吸氣量,在2000年以前對于兩級泵的需求大多是15m3/min以下,而現在達40-50m3/min。此外,還應當指出,單級水環真空泵帶一級大氣噴射器時,如果設計合理,在吸入壓力為4--5kPa時仍有較大的抽氣量,這大大擴大了單級水環真空泵的使用范圍,如我國某飛機研究所就使用該類泵多臺。

綜上所述,可以看出,水環真空泵及水環壓縮機作為基本的粗低真空獲得設備在各行業得到了廣泛的應用,也可以說國民經濟各行業的迅速發展推動了水環真空泵和水環壓縮機的開發生產。

因此為使其更好地適應各行業的發展,現就該泵的研制開發提出以下幾點粗淺的看法。(1)用可行性設計和高性能的密封件,提高整機的平均無故障運行期(MTBF)水環真空泵及水環壓縮機的工作可靠性,即平均無故障運行期,應當說與其它的粗低真空獲得設備相比還是較高的,平均無故障運行期可達10000小時以上。但隨著各行業技術進步工作的加強和對整個真空系統的可靠性要求的提高,因而對其可靠性要求也相應更高了。特別是在化工和煤礦抽瓦斯氣體的這樣對安全要求嚴格的工況下,泵要長期持續運轉,國際先進水平可達幾萬小時以上。

所以水環真空泵和水環壓縮機的設計工作的開發情況和制造條件的限制以及密封件(特別是機械密封件)的質量現狀,要真正提高整機的可靠性尚需進一步對以上幾方面的工作進一步加強。(2)采用優化設計方法,努力提高泵的效率,降低能耗水環真空泵和水環壓縮機是耗能高,效率低的產品,這是公認的事實,小泵一般為30-35%,大泵達40%或略高,這樣低的效率與國家對機電產品的要求及我國目前能源緊張的現狀是極不相適應的。

因此應盡快采用優化設計方法,對影響泵的效率最關鍵的葉輪的各幾何參數及吸排氣孔的起始位置、面積等建立數學模型,進行優化設計,選擇各參數的最佳組合方案,并采用汽液兩相流的有關理論及計算公式進行設計,盡量減少水環的渦流損失,達到提高效率的目的。

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