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春达罗茨泵的使用技巧

 春达罗茨泵的使用技巧

     罗茨泵-水环泵机组广泛地用于化工、食品升华干燥、高空模拟试验等的抽真空系统中。这类联合机组,大致有以下几种类型。
 
一、罗茨泵-水环泵:
机组中水环泵的作用是造成罗茨泵所需的预备真空,因此要求该水环泵的大允许排气压力,即是说,一方面要尽量提高水环泵的限真空,另一方面,也要设法提高罗茨泵的大允许排气压力。
 
 
一台罗茨泵的限真空度是较低的,特别是当它与水环泵组合运行时,使用范围受到限制,整个机组的限真空度可能更低,但若用两台罗茨泵串联再与水环泵组合,就能大大提高机组的限真空度。
 
故在这种类型里通常见到的是两台罗茨泵串联后再用双水环泵作前泵组成机组。
 
即使采用双水环泵,限真空度的提高也只是在一定的范围之内,这是因为受到水的饱和蒸汽压的限制。水环泵的理论限压力就是水的饱和蒸汽压。如果考虑气体返流等因素的影响,实际上水环泵的限压力显著比该水温上的饱和蒸汽压力为高。为了提高前泵的限真空度,还可以使水环泵与大气泵组合使用。
 
这样,串联一大气泵后的限真空度可达20~30torr,如果水环泵与二大气泵组合,则限真空可达2~10torr。
 
 
要求处理大量水蒸汽的真空系统中,使用水环泵是较合适的,但由于其限真空度不高,致使整个机组的限真空度较低。虽然在要求真空度较高的抽真空系统中,需要限真空较高的机械真空泵作为前泵使用。但由于水环泵的耗电量大,效率很低,噪声高,在需要长时间的真空干燥系统中,用水环泵作为罗茨泵前泵很不经济。
 
在上述情况下,可将气镇机械真空泵与水环泵并联,作为罗茨泵的前泵。真空干燥时,先用水环泵进行预抽,直至水蒸汽大量减少时,再开动气镇机械真空泵,切断水环泵。如需要较长时间才能完成干燥的场合,所需冷却水和功率都较少.
 
(1)机组前装冷凝器
 
为了尽量使机组的体积小些,可设法使待抽的蒸汽在进入泵机组之前冷凝,这样剩下来的就是非可凝性气体和微量残余蒸汽。气体降温后在相同压力下体积也减小。所以冷凝后所需抽气量减小,相应地泵也可以选得小一些。
 
采用哪种方式较经济?应视其具体情况而定,举例说明如下:
 
冷凝蒸汽有两种方式:一种是安装一台冷却装置,另一种是在机组的高压中装一台冷凝器,以便能用普通的水冷却。
 
其系统需要每小时抽除50kg的水蒸汽量,在吸入压力为1torr时的容积流量为50000m3/h。
 
(2)要抽吸上述的水蒸汽量,需要三个罗茨泵串联,并用一台水环泵作前组成的机组,该机组的总功率90kw。
 
(3)为了使蒸汽在到达真空泵之前冷凝,就要在位于a处装一个冷凝器和一个功率为30000kcal/h的冷却装置,如图4所示。在1torr的吸入压力下,水蒸汽的冷凝温度均为-19℃,为了能保证连续工作,应取冷凝装置的冷凝温度为-25℃,且并联安装2台冷凝器。根据非冷凝气体的组成部分计算得,真空泵的抽气量就可以降低到1000~2000m3/h,总机组(包括冷凝器的消耗功率)的功率同样是90kw。
 
 
通过上述三组方式的比较可知,三种方案好,可减少15kw的动力消耗。
 
综上所述,水蒸汽冷却后只剩下非可凝性气体。在压力很低时,水蒸汽的比容相当大,这些可凝性蒸汽冷凝后,泵所需要的抽气量显然就大为降低了。另外,不论蒸汽是否冷凝,在同样压力下只要气体温度降低,其容积流量就会减少。例如化工流程中200~300℃温度的气体并不少见。若从300℃冷却到50℃之后,干燥空气的容积减少45左右,这样就可以选择较小容量的抽气真空泵机组装置。
 
四、机组的操作顺序:
 
 
(2)机组中有旁通阀时,如图5所示,先启动水环泵,接着开动罗茨泵,此时,罗茨泵进排气压差较大,旁通阀自动开启,被抽容器中的气体一部分经过旁通阀进入水环泵,另一部分在罗茨泵的作用下通过该泵也进入水环泵,显然抽气速率增加,这样很快达到罗茨泵的预真空,进排气压差较小,阀门自动关闭(或人工关闭),机组正式工作。这种方法能大大缩短预抽时间,但设备较复杂。
 
机组的性能与罗茨泵的性能密切相关,而罗茨泵的性能又随前泵的不同而有所不同。
 
 
受到出口压力与进口压力之比的影响,亦即若增加前泵的抽气速率,那么罗茨泵的抽气速率也会增大。
 
时,其机组的性能曲线有本质的差异。由此可见,前泵对机组性能有相当大的影响。
 
(4)水环泵的选择
 
所谓水环泵就是用水作为液环的液环泵,用水作液环有很多优点,如价廉、易得、不会污染环境等。但也有一个很大缺点,由于水的饱和蒸汽压高,使得水环泵的吸入压力也高。这时如改用饱和蒸汽压低的液体作为液环,则可提高泵的限真空度。如果某机组中罗茨泵大允许的排气压力为10torr,则用水作液环时还须加大气泵才能作为该罗茨泵的前泵,若改用矿物油作液环则不加大气泵即可作为前泵,这样可以简化装置。
 
(5)机组性能与罗茨泵允许排出压力
 
机组的性能在很大程度上取决于罗茨泵的允许排出压力。这种允许值越低,水环泵作为前泵的可能性就越小。如果罗茨泵这种允许值为1~10torr,而不论单、多的水环泵限压力大大高于这个数值,因此就不可能单独与这种罗茨泵组合使用,而需要加二大气泵。如果罗茨泵排出压力允许值在100torr以上,则前的水环泵也可以作为罗茨泵的前泵的前泵,这就大大地扩充了前泵的应用范围。
 
五、在干燥这一工序中所应用的罗茨泵-水环泵机组的抽真空系统装置。机组中各泵的技术参数如下
 
(1)真空阀关闭真空阀,机组停止运行,可保持干燥系统一定的真空度。
 
(2)自动气动阀为防止机组突然停车时水环泵系统中的水向罗茨泵及真空干燥系统中倒灌。
 
(3)压差阀机组开始运行时,先启动水环泵,在压差阀两端逐渐产生压差,达到一定值时,阀自动开启,使系统中大部分气体经此阀流进水环泵。当大气逐渐通过大气泵流进水环泵,压差阀两端压力又逐渐减小,以致关阀,于是大气泵随即开始正常工作,压差阀的作用是为了缩短大气泵正常工作前的预抽时间。
 
(4)水位计起止逆阀的作用,防止水环泵的水倒流。操作顺序如下:先开动水环泵,系统中气体径由罗茨泵(此时推动罗茨泵转子转动)进入水环泵而由汽水分离器排向大气。当抽到压力为50torr时启动罗茨泵2,当压力到20torr时再启动罗茨泵1,后系统压力可达到0.088torr,一般情况下可维持在1torr以下。
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