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化工设备知识培训——水环式压缩机（泵）1•水环式压缩机工作原理：2•水式压缩机工作原理如原理图：在泵体中装有适量的水或其他液体作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转且达到一定的转速时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。每个小腔的容积随叶轮的转动周期性的扩大和缩小。在气缸两侧的端盖上相应的设有吸、排气口。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。叶轮旋转一周，就能在每一个小腔内实现吸气、压缩、排气和可能存在的膨胀过程。气体排出会带出一部分液体，所及必须在吸气口补充一定量的新液体。3•综上所述，液环式压缩机是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式压缩机，通过其叶轮上的叶片将离心力传递给液体，使液体像活塞一样工作达到输送气体的目的，它具有以下优点：•①气体和液体可以混合输送。也只有这样液环式压缩机，当吸入气体中同事携带部分液体时对压缩机的正常运行不会有任何不良影响。•②气体进出口管线配置简单，便于操作管理。•③由于液体的充分冷却，气体进出口温升小，排气温度很低，因此不需要增设气体冷却系统。•④气缸不需要润滑，因此可作为特殊用途的无油润滑压缩机。•⑤设备结构简单，整机仅有一个旋转部件，金属与金属之间无接触，整个设备构造相当简单，加之是旋转型，因而结构紧凑，零部件少，安装占用空间少，维修方便。4•⑥压缩采用旋转连续抽气，出口压力及流量不会产生脉动。•⑦转动件与固定件之间的密封可直接由工作液液封来完成。•液环式压缩机缺点：•①效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。•②真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸汽压的限制。用水作工作液，极限压强只能达到2000~4000Pa。串联大气喷射器可达270~670Pa。液环式压缩机（水环泵）都属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa（g）。•水环式压缩机最初用作自吸水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等，液环式压缩机（泵）得到广泛的应用。由于真空应用方面5•技术的飞跃发展，液环式压缩机在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于液环式压缩机中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此、液环式压缩机（泵）应用日益增多。•水环式真空泵和水环式压缩机的区别：如果泵入口接待抽容器就叫水环真空泵/如果泵出口接容器就叫水环压缩机。•两者的工作原理是一样的，都是通过安装在泵体内的偏心叶轮旋转带动工作液（水）形成旋转水环，来抽吸或压缩气体介质，两者处理的介质只能是气体。6•工作液•（1）工作液通常为常温清水，如水质容易结垢，应经过软化后再使用。•（2）工作液除了形成液环的作用外，还起着带走气体压缩热及密封的作用。•（3）运行时，液环式压缩机内部的部分工作液会随气体排出，需连续向液环压缩机内供工作液。•（4）使用不同的工作液时，必须注意过流部件要采用相应的材质。•（5）当工作液为常温清水时，要尽可能采用较低温度的工作水。7•（6）工作液中不能含有固体颗粒，如混有赃物或颗粒，应在供液管路上装过滤器，以防止液环真空压缩机内部件磨损或叶轮被卡死。8910•阀片的工作原理1112•泵由泵体、前后端盖、叶轮、轴等零件组成。进气管和排气管通过安装在端盖上的园盘之上的吸气孔及排气孔与泵腔相连，叶轮用键固定于轴上，偏心地安装在泵体中。泵两端的总间隙由泵体和园盘之间的垫来调整，叶轮与前、后园盘之间的间隙由轴套推动叶轮来调整，两端间隙保证均匀。而以上泵，轴与叶轮为过盈配合，此间隙由前端定位时确定。无轴套，其余结构与相同。叶轮两端面与前、后园盘的间隙决定了气体在泵腔内由进气口至排气口流动中损失的大小及其极限压力。•填料安装在两端盖内，密封水经由端盖中的小孔进入填料中，冷却填料及加强密封效果。叶轮形成水环所需的补充水由供水管供给（脱盐水），供水管也可与汽水分离器连在一起循环供水。•如果密封形式采用机械密封时，机械密封安装在填料空腔，无需填料，填料压盖换成机械密封压盖，其余结构相同。13•轴承由圆螺母固定在轴上。•在端盖上安装有园盘，园盘上设有吸、排气孔和橡皮球阀。橡皮球阀的作用是当叶轮叶片间的气体压力达到排气压力时，在排气口以前就将气体排出，避免了因气体压力过大而消耗的功率，降低了功率消耗。14•水环式压缩机（泵）和电机的安装•水环式真空泵和压缩机在安装前，用手转动联轴器，保证泵内没有卡住和其它损坏现象。整套设备运抵安装地点时，如果包装已损坏或受潮，以及泵已经出厂八个月以上时，应在安装前全部拆开检查。如果真空泵或压缩机正常，将泵和电动机安装在泵座上时，应校正电动机轴与泵轴的同心度，因为如果电动机轴与泵轴之间有极小的倾斜也会引起轴承发热和零件的严重磨损。校正方法如下：将直尺平行放在联轴器上，在整个圆周的任何位置直尺应与联轴器圆周完全密合，没有间隙，且联轴器的轴向间隙相等时，则达到了所要求的同心度。•电动机与泵轴，即使有极小的倾斜，也会引起轴承发热和零件过早磨损等严重后果，如果安装正确，用后即能轻松地转动泵轴。在泵的进气口应安装过滤装置，以防异物进入泵腔内15•管路的布置与安装•1）管路安装时，特别是进气管路，先清除管路焊渣、铁锈和赃物。•2）对于新启用的管路，应装上20~30目/英寸滤网。滤网装夹在管路的两法兰之间，滤网外圆周要留有一定的装夹余量。以免被吸入液环真空压缩机内，使用一段时间以后，确认管路无异物方可取下。•3）新启用的管路滤网网眼容易有杂物堵塞，会影响气体的吸入，应及时拆卸清洗。•4）一般初次运行一个星期，要停机清洗滤网，再运行三个星期，做第二次清洗，直至系统清洁，才可以拆除滤网。供水管路在接上液环真空压缩机之前要通水清洗，确保水管无杂物才接上使用。16•1.水环真空泵2.进气阀门3.导气弯管4.排气阀门5.汽水分离器6.阀门7.供水管17•真空泵或压缩机与汽水分离器的工作过程如下：气体由管路经阀门进入真空泵或压缩机，然后经导气弯管排入汽水分离器中，经汽水分离器排气管排出。当作为压缩机使用时，压缩机排出的汽水混合物在汽水分离器中分离后，气体经阀门输送到需要压缩的气体的系统，而水则留在汽水分离器内，汽水分离器内的水位通过自动溢水开关进行调整，当水位高于所要求水位时，溢水开关打开，水从溢水管溢出；当水位低于要求水位时，溢水开关关闭，汽水分离器中水位上升，达到所要求水位。真空泵或压缩机内的工作液是由汽水分离器供给（也可用自来水）的，供水量的大小，由供水管上的阀门来调整。•气体抽吸和压送系统的区别仅在于汽水分离器的内部构造有所不同。抽吸气体时，吸气口压力低于大气压，而排气口压力等于大气压，汽水分离器只有溢水管；压送气体时，18•吸气口为常压（也可为真空状态），排气口压力高于一个大气压，为保证输送气体压力，汽水分离器的水位通过溢水开关来控制。•开式供液方式是靠人工调节气液分离器底部的闸阀来调节气液分离器液封液位的，在液环真空泵刚启动时或排除压力变化时，都会引起气液分离器的液位变化，如果气液分离器液位排空了，气体会从气液分离器底部排出，如果气体有毒或易燃易爆，气体会从气液分离器底部的排液闸阀漏出，会引起重大安全事故。•做好启动前的准备工作（操作规程）19•启动及停车•1.启动：•长期停车的泵在开动以前，必须用手转动数周，保证泵内没有卡住或其它损坏现象；确认电机转向和各润滑点情况正常；加好工作液和循环水，投用自动补液，排尽进出口管道残液。•启动按以下顺序进行（参见上图）：•（1）关闭进气管路上的阀门，全开回流阀和出口阀；•（2）启动电动机（电机的转向必须正确）；•（3）打开供水管路上的阀门，向泵内供水至符合规定要20•求为止。•（4）当泵达到极限真空或最大压力时，缓慢打开进气管路上阀门，慢慢关小回流阀直至完全关闭，期间注意泵出口压力的稳定，泵开始正常工作。•（5）调整填料压盖，当水成滴往外滴为最佳。•（6）通过阀门来调整泵的供水量，保证泵在要求的技术条件下运转，使功率消耗最小，达到性能指标，满足工作要求。•（7）调整供给汽水分离器的水量，以便用最小的耗水量，保证泵所要求的技术规范。•（8）当泵在极限压力下工作时，泵内可能由于物理作用则发生爆炸声时，但功率消耗并不增大，可将进气管路上的阀门打开，使之进入少量气体，爆炸声随即消失。如果爆炸声并不消失，且功率消耗增大，则表明泵已发生故障，应停车检查。21•2.停车：•停车按以下顺序进时：•（1）关闭进气管上的阀门，全开回流阀（做压缩机用时关闭排气管上的阀门）•（2）关闭供水阀门，停止向泵内供水。•（3）关闭电动机。•（4）关闭补充水阀门。•（5）如果停车时间超过一天，必须将泵及汽水分离器内的水排空，以锈蚀。•注意：冬季时，每次长期停车都必须排空工作液，以防冻裂设备。22•维护•1.经常检查轴承的工作和润滑状况•2.轴承在正常工作状部下比周围温度高15℃~20℃，最高不允许超过55℃~60℃，轴承每年应装油3-4次，并至少清洗一次，更换润滑油。•3.如是填料密封，应定期压紧填料，如果填料因磨损而不能保证密封性能时，应更换填料。填料不能压得过紧，正常状态下的填料，允许水成滴滴出，从而保证冷却和密封效果。•如果采用机械密封，出现泄漏现象，应检查机械密封的动、静环是否损坏，或是密封圈已老化，否则应更换机械密封。23•泵的拆卸及装配•1.拆卸：•泵的拆卸分为部分拆卸检查和完全拆卸修理及更换零件，在拆卸前应将泵腔内的水放出，并拆除进气管和排气管。在拆卸过程中，应将所有的垫谨慎取下，如发生损坏应在装配时更换同样厚度的新垫。泵应从后端（无联轴器一端）开始拆卸（部分泵从前端拆卸），其顺序如下：•（1）取下连通管（部分泵无联通管）。•（2）取下后轴承压盖。•（3）用勾手扳手将园螺母松开，取下轴承架及轴承。•（4）松开填料压盖螺母，取下填料压盖。•（5）松开泵体和端盖的联接螺栓和泵底脚处的螺栓。24•（6）在泵体下加一支撑，然后从轴上取下端盖。•（7）取下泵体。•泵的部分拆卸至此为止，此时泵的工作部分及各个另件可进行检查及清洗。完全拆卸，应按以下顺序继续进行：•（8）松开另一端泵底脚处的螺栓，从底座上取下泵头。•（9）取下联轴器。•（10）从轴上取下联轴器的键。•（11）取下前轴承压盖。•（12）松开轴承锁紧螺母，取下轴承架和轴承。•（13）取下填料压盖。•（14）将轴和叶轮一同从端盖中取出。•（15）从轴上取下轴套。•（16）从轴下取下叶轮。•拆卸完毕，应将配合面和螺纹仔细擦净并涂上机油。25故障原因解决方法抽气量不够1、介质有腐蚀或带入物料磨蚀，使内部机件间隙过大2、填料处漏气3、供液量不足或液温过高4、管道系统漏气5、内部结垢严重6、修理后，轴向间隙不符合要求7、柔性阀板破损1、调整间隙2、压紧或更换填料3、增加供水量4、拧紧法兰螺栓，更换垫片或补焊裂纹等，保证密封性5、定期检查，清除水垢，更换零部件6、重新调整轴向间隙7、更换阀板26故障原因解决方法真空度降低1、法兰连接处漏气2、管道有裂纹3、填料漏气4、叶轮与侧盖间隙过大5、水环发热6、水量不足7、零件摩擦发热，造成水环温度升高1、拧紧法兰螺栓或更换垫片2、焊补或更换3、压紧产更换新填料4、更换垫片调整间隙5、降低供水温度6、增加供水量7、调整或重新安装27故障原因解决方法振动或有响声1、地脚螺栓松动2、泵内有异物3、叶片断裂4、汽蚀5、气体冲刷或喷射6、吸排气管壁太薄7、机械对中