水環式真空泵的維修

黃懋浩

（遼陽石油化纖公司億方工業公司英華化工廠，遼寧遼陽 111003）

1 SZ-3 型水環式真空泵簡介

SZ-3 水環真空泵用于吸入和壓縮近正常空氣或其他無腐蝕性、不溶于水、無雜質的氣體，在密封系統中形成一定的真空度。常用于真空蒸發、真空濃縮、真空干燥、真空過濾、真空進料等工藝，允許吸入的氣體與少量液體混合，廣泛用于機器、制藥、食品加工、現代制糖等行業。該類設備可以在恒溫狀態下壓縮氣體，即使吸入易燃易爆氣體也不容易造成危險，因此SZ 水環真空泵應用較為廣泛。

1.1 主要技術參數

最大吸氣量35 m3/min，最大排氣量35 m3/min（當真空度為0%時），極限真空可達93%，最大壓力0.21 MPa，電機功率P=75 kW，轉速730 r/min，水耗量100 L/min。

1.2 結構特點

SZ-3 水環真空泵主要由圓形泵體、偏心泵蓋(前蓋、后蓋)、軸承支架、密封裝置、葉輪、軸、聯軸器等主要部件組成。偏心泵蓋具有螺栓固定的分配板，其與泵蓋形成吸入和排出通道。葉輪上有多組徑向葉片，通過葉輪在泵體中的偏心旋轉，泵中的水可以形成液環以改變葉片間的氣體體積，從而連續地輸送氣體介質。泵體密封裝置為機械密封，由靜環座、靜環、動環、彈簧、O 形密封圈等組成。

1.3 工作原理

葉輪偏心安裝在SZ 型水環真空泵主體內，向泵內注入固定高度的水后啟動，伴隨葉輪轉動，水在離心力作用下在真空泵壁上形成一個旋轉的水環。輪轂與水環的內面相切，上半部分水環內面脫離輪轂，在葉片間形成空間，空氣被吸入泵體；在旋轉的后段，水環內面接近輪轂，葉片間空間變小，空氣被壓縮排出。葉輪在水環真空泵里每轉動一周，葉片間的容積改變一次，葉片間的水做活塞運動，使SZ 水環真空泵持續吸入和排出氣體。

1.4 常見故障及整改措施

某廠SZ-3 水環真空泵長期輸送乙炔氣體，由于乙炔氣體的腐蝕性，機械密封裝置易被腐蝕、磨損。由于密封裝置的彈簧銹蝕、卡澀或損壞，導致動靜環的緊力不足，間隙變大，破壞了密封端面間的液膜，導致乙炔氣體泄漏。由于乙炔氣易燃易爆，對生產安全造成很大隱患，因此該型設備對密封要求非常高。

真空泵葉輪材料是鑄鐵，較脆，經過長期銹蝕和沖蝕容易開裂，破碎后造成泵體嚴重磨損甚至報廢，影響生產。

該型真空泵的排氣閥閥片是一塊1～1.5 mm 厚的鐵板，容易被腐蝕，造成設備運轉時出口處沒有壓力或低壓。

針對以上問題，相應整改措施為：①更換機械密封材料并選擇耐腐蝕材料；②葉輪換用不銹鋼材料，耐腐蝕，不易開裂；③排氣閥盤換用柔性PTFE 板，不會腐蝕或破裂，可以延長使用時間。

2 SZ-3 型水環式真空泵維修實例

機械密封泄漏，泵體運行時噪音異常，判斷有異物混入或泵內葉輪損壞。

2.1 拆卸

（1）放凈泵內積水，拆除供水管、吸排氣管和水封管，將泵與生產系統斷開。

（2）松開地腳螺栓和聯軸器螺栓（條件許可的話，更換備用泵，將故障泵運到維修現場進行維修）。

（3）拆下聯軸器。

（4）軸承壓蓋從泵前后拆下，拆下軸承螺母，松開軸承前后托架，同軸承一起卸下。

（5）取下靜環座，動環因生銹卡滯無法取出。

（6）松開泵體和前后泵蓋。此時若機封沒有泄漏，務必謹慎操作，避免泵軸下墜。因為軸孔在泵蓋上是偏心設置，拆解時軸會下墜，損壞動環和靜環。

（7）取出泵軸和葉輪，取下動環和軸套。

2.2 檢查損壞情況

機封彈簧銹蝕失效，動環磨損，靜環O 形密封圈損壞，部分葉片破損且葉輪生銹，分配盤嚴重磨損，出口排氣閥損壞。排氣閥為安裝在分配盤排出口的泵蓋內面的一個鐵片，形狀和排出口形狀相同，微大。環境壓力比泵內大時，鐵閥片封住排出口；泵內比環境壓力大時，氣體頂開鐵閥片排出。

2.3 回裝

回裝前，對各部分檢查、清潔、維修和更換，確認回裝零部件是否完好。檢查蓋子與泵體是否有砂眼、裂縫，主軸是否彎曲、破裂，主軸和葉輪是否緊密配合，葉輪是否有毛刺，滾動軸承在滾動體和滑道之間是否腐蝕，軸承間隙是否合適，旋轉時應無雜音。檢查機械密封的動靜環是否有缺陷、徑向劃痕和裂縫，彈簧是否變形，彈性是否良好。回裝的時候要遵照“新拆卸的后裝，后拆卸的先裝”的原則。

回裝注意事項：①軸承安裝時，要注意軸承函和軸承外圈、軸和內圈的間隙。確保后軸承、前軸承（靠近電機側）有0.2～0.3 mm 的預留間隙。熱裝軸承的時候不能用火直接加熱，注意控制溫度；②安裝機械密封時，按實際測量值調整彈簧的壓縮量。若壓縮量不當，過度擰緊的密封動、靜環會由于摩擦和高溫造成磨損甚至燃燒；太松則無法滿足密封要求，可以添加墊片進行調整。當壓力太緊時，在靜環座和泵蓋之間加入墊圈；當壓力太松時，在動環座和軸端面之間增加墊圈。安裝時，動靜環表面涂潤滑油；③安裝葉輪時，注意葉輪兩端與前后蓋的間隙，應符合表1 規定；④安裝前后端分配盤時，應結合泵的吸、排氣口注意分配盤方向，裝反會導致泵無法工作。

在此次回裝中，機械密封彈簧由耐腐蝕材料代替，葉輪換用不銹鋼制成，排氣閥盤由柔性PTFE 板制成。

表1 葉輪兩端與泵前后蓋的間隙總和mm

2.4 試車

（1）試車前準備。檢查泵和電機的地腳螺栓緊固情況，管路、閥門連接螺栓是否緊固，進出口閥門是否完好靈活，管線上是否有未拆卸的肓板；檢查軸承的潤滑情況以及循環水系統是否平穩；轉輪上不應有障礙物或重量不均勻的情況；從進水管注水，沖洗10～20 min，污水排出兩次，并注入清水至工作位置（約泵體的1/2 容積）；啟動電機，檢查轉向。

（2）負荷試車。試車時間＞120 min；穩定運轉、沒雜聲，噪音≤85 dB；軸承溫度＜70 ℃；軸承振幅＜0.09 mm，振動遵循：轉速 1000 r/min，振幅≤0.12 mm；轉速 1500 r/min，振幅≤0.11 mm。電機電流穩定正常；水冷卻系統無泄漏，工作正常；真空度、抽率平衡，達到銘牌指示或生產要求。

2.5 驗收

檢修達標，試車達標，檢修和試車全記錄，辦理驗收手續。

3 維護保養注意事項

（1）運行時檢查泵體是否有噪音和顫動，如有異常情況立即處理。

（2）檢查冷卻液是否通暢，溫度＜40 ℃。

（3）泵體保持清潔，表面無油污、灰塵，環境干燥、通風。

（4）檢查各部分的螺栓和地腳螺栓是否松動，發現松動要及時處理。

（5）檢查機械密封漏損情況（泄漏量≤5 滴/ min，無明顯的乙炔氣體刺激氣味），如果達不到密封要求，必須馬上換新。

（6）日常運行期間監控滾動軸承溫度，保持良好潤滑。

（7）冬季停機后，清除泵和氣缸中的水。

4 結語

SZ-3 型水環真空泵在長期使用中經常會出現這類故障，經過不斷的故障分析和處理，可以延長設備的運行周期，大大降低維護和維修成本。