水环式真空泵运行故障分析及对策

李 毅

（阳泉煤业（集团）有限责任公司，山西阳泉 045000）

1 水环式真空泵工作原理

水环式真空泵其叶轮在泵腔内偏心安装，通过与水环间的容积变化完成吸气、压缩、排气工作过程。在泵腔内补充适量的水作为介质，当叶轮旋转时。水在离心力的作用下，在泵体内表面形成近似等厚度的封闭水环，叶片和水环包围空间形成多个空腔。旋转前180°，叶片和逐步和水环内表面分离，此时两个叶片间的空间逐步增大，空间内的气体压力下降，当与吸气口连通时，在大气压的作用下，气体吸入泵腔内。随即该空腔与吸气口脱离。在后180°，因叶轮偏心，叶轮叶片与水环内表面形成的空间缩小，空气被压缩，压力提升，当压力大于泵出口时，空腔与排气口连通时，压缩气体排出。再进人下一个工作循环。

2 真空泵常见故障与应对措施

2.1 阀片损坏

阀片通常为了消除真空泵在运行中出现的过压缩或压缩程度不足。阀片材质通常为塑性材料聚四氟乙烯制作[1]。阀片能够在分配器与挡板间沿着轴向发生小距离的位移。真空泵内被压缩空气的压力低于泵出口压力时，阀片朝叶轮移动，紧密贴合在分配器上，防止出口的空气进入叶片和水环内表面构成的空腔，使得气体继续受压。当压缩空气压力大于出口压力时，气体推开阀片，此时阀片的打开一定角度，及时将气体通过排气口排出。由于阀片通常下半部分贴合分配器，上半部分打开一定角度，扭曲成“S”状，真空泵长期运转，使得阀片扭曲部位过度疲劳，最终损坏。如果单侧阀片损坏，导致真空度降低，轴功率提升，还会造成真空泵泵体振动剧烈，发出鸣叫声，电流加大，能够通过直观判别。如果两侧阀片全部损坏，电流变化不大，但是真空度下降迅速，噪声、振动严重。一般情况下，阀片先后断裂，比较容易辨别此类故障，但是如果阀片同时损坏断裂，则不易辨别。

解决阀片损坏故障的应对措施；及时更换阀片。要求新阀片塑性良好，不得太硬，如过硬会导致阀片变形困难，与分配器贴合度不足。

2.2 轴承过热

轴承过热容易造成轴承支撑架损坏使得轴承失效。发生原因有以下几方面。

（1）阀片发生断裂故障时，叶轮两侧的受力不均衡，容易产生轴向力，使得轴承负载变大，长期运转造成温升较大。应对措施：及时更换阀片。

（2）轴端密封盘根故障或密封水堵塞，外界空气经过盘根和周条间隙，对吸、排气功能带来负面影响。如果单侧密封损坏，会导致叶轮两边受力不均，转子受到轴向力，因载荷加大，导致轴承发热。应对措施：更换盘根或疏通密封水道。

（3）轴承预紧力太大，使得轴承游隙过小甚至无游隙，导致轴承异常温高。应对措施：调整预紧力，但是不得过大。

（4）润滑脂必须润滑油过多，阻力加大，使得轴承温升较大；润滑脂缺少，轴承发生干摩擦，轴承异常发热，发出很大噪音。应对措施：加注润滑脂必须适量。

（5）泵体和轴承振动大，引起轴承发热。

应对措施：首先，消除泵体振动，振动消失，轴承温度会及时恢复。

（6）轴承滚动体或保持架故障，引起轴承温升过大[2]。应对措施：及时更换新轴承。

2.3 泵体异常振动

当泵体、进排气管道振动大时，而真空泵底座和安装基础振动较小，可判断振动源来自泵体本身。

（1）阀片损坏断裂，造成泵体振动大、噪音大，振动方向通常表现为轴向较大。应对措施：更换阀片。

（2）转子叶片有积垢，破坏了转子动平衡，旋转过程中产生产生振动。一般该因素影响小。应对措施：用除垢剂或稀盐酸清洗。

（3）联轴器缓冲垫磨损严重，造成对轮副直接碰撞，转子振动加大。应对措施：更换缓冲垫，日常做好缓冲垫检查工作。

（4）进水量不合理。如果供水不足，水环内径增大，叶片顶端边缘与水环内表面碰撞（正常工作中，叶片顶端边缘少量浸入水环），造成振动。供水过量，水环对叶片产生较大的阻力，引起振动，同时耗能也增多。应对措施：调整合理的进水量，不能仅依靠进水压力衡量供水水量。通常可根据真空泵的排水量判定供水水量。

2.4 结垢

真空泵过流通道结垢后，电机电流增大、进排气量减小、真空度下降。真空泵整体性能降低。应对措施：使用锅炉除垢剂或者稀盐酸清洗水垢，必要时可拆开真空泵进行积垢清理[3]。

2.5 真空度降低

（1）阀片损坏断裂，导致阀片不能有效的对分配器进行贴合，造成已排除的部分气体重新流回工作腔，再次进行压缩、排放，使得泵工作效率降低，系统真空度降低。应对措施：更换阀片。

（2）轴端密封故障（如失效），造成外部空气窜入，真空泵有效功减少，真空度降低。应对措施：修复轴端密封。

（3）水环失稳，进水管有水垢或堵塞造成泵工作水量不足，真空度降低。应对措施：用除垢剂或稀盐酸清除水垢。

2.6 泵体温度偏高

真空泵进水量不足：工作用水量供应不足，使水在泵腔内停留时间过多，经过能量转化最终转化为热能，使得水温升高较多，泵体温升较大。应对措施：适当加大供水量。

2.7 进口阀开关失灵

通常真空泵采用的是“一用一备”方式。当发生到泵切换时，由于进口阀关不严，甚至无法动作，导致两台真空泵窜气，真空度降低。一种原因阀门存在质量问题；另一种原因阀门锈蚀严重。应对措施：对存在质量问题的阀门予以更换。阀门锈蚀可通过注油或用金属清洗剂予以润滑，减小关阀阻力。

3 结束语

综上所述：水环式真空泵结构简单，易于维护，只要做好日常点检维护，及时采取相应的维修处理措施，即可恢复泵体工作性能。真空泵停用后，要将泵腔内的水排放干净，以减少水垢产生和泵体腐蚀，使其处于完好备用状态。

［1］李凤，王能秀.水环真空泵的故障分析［J］.水泵技术，1998（03）：27-31+44.

［2］宋子义.水环真空泵常见故障原因分析及消除措施［J］.水泵技术，2007（02）：35-37.

［3］木合塔尔·买买提，潘从锦，艾尼瓦尔·米吉提.水环式真空泵泵体结垢原因分析及解决措施［J］.通用机械，2015（01）：62-64.