液環式壓縮機簡述及故障分析

楊國朋 葛海建 范倫

遼寧省遼陽石化尼龍廠 遼寧遼陽 111003

1 實際工作循環的液環壓縮機理論模型分析

液環壓縮機工作周期理論建模中考慮殘氣膨脹過程是解決理論結果同具體情況偏離的一種方法。液環壓縮機是一種通用機器，應用液體將其作為能量傳輸的介質，吸入和加壓氣體，排氣壓力（絕對壓力）范圍通常為0．2-1．6MPa。結構簡單，操作方便，操作靈活，適用于壓縮空氣變化多的條件，而氣體壓縮過程幾乎是等溫壓縮，在提取易燃爆炸氣體、石油、化學、機械、發電、醫藥、煤礦和造紙行業中起著不可替代的作用[1]。

2 工作原理

在葉輪出現轉動之時，殼體中的液體就會被葉片而帶動甩出，因為受到離心力的影響造成了壓向殼體中的內表面之中，液層同殼體之間同心，并且同葉輪偏心。如此，葉輪上方的葉片就會插入到液層最深的地方，下方葉片會插入到液層最淺之處，其他方位的葉片則就會插入液層則是慢慢都從深到淺，或者是通過從淺到深，與之相鄰的兩個葉片的空間構成了氣缸。在氣缸的旋轉之下，氣缸之中液體較多之時，氣體就會受到體積降低，氣缸之中液體比較少，氣壓就會降低，氣體體積逐漸增加。而從相對運動而言，液體如同活塞，可以沿著葉片進行移動，構成吸排氣。所以，在葉輪旋轉之時，氣體可以通過殼體吸入口進入到殼體之中，接著再從的孔板的吸氣口導向進入到葉輪葉片之間，并且在移動時可以通過膨脹以及壓縮后，進而從孔板排氣口導向殼體的排出口中。

液壓縮機需要導引機作為體積型壓縮機驅動，通常是馬達。旋轉葉輪驅動泵殼體的工作流體形成一個橢圓厚度幾乎一致的環，通常稱為液體環或密封環。工作液只是部分充滿內殼。由于離心力，工作流體與每個泵殼內壁的偏心輪廓相匹配，并朝向旋轉中心或在半角旋轉周期內向后移動。對于葉輪的兩個相鄰葉片之間的密封腔，旋轉的液環與活塞相同。煤氣從旋轉主的前四分之一吸入壓縮機，然后在四分之一內壓縮[2]。

葉輪每周執行兩個同步對稱的壓縮周期。對于兩種壓縮級別類型，上述循環在第二級重復，第一級壓縮的氣體和液體再次壓縮，進一步增加壓力，并通過法蘭錐形管的兩個插槽孔垂直排出。輸送管是有4 個進氣口和4 個排氣口的氣體分配元素，形狀不同。有兩個耦合，帶吸入式壓縮端蓋的吸出法蘭。端點封口中軸向的第三個法蘭是密封流體進給端口。由于內偏心在葉輪沿旋轉軸對稱，液體和壓縮氣體在葉輪的相反方向工作，因此通常作用于軸的徑向壓力為0，這將導致端管和錐管組合180°的簡單旋轉，從而交換入口法蘭和出口法蘭的位置。

3 液環壓縮機故障分析

液環壓縮機是一種體積變形設計，葉輪在圓柱體內偏心構造，在圓柱體內引入一定量的水或其他液體。葉輪（轉子）旋轉并達到一定速度后，離心力的作用會導致液體拋出，形成附著在圓柱體內表面的液環。葉輪表面和液環之間形成新月型腔。這個空腔是一個具有不同體積的小房間（基本體積）。各腔的體積根據葉輪的旋轉定期擴大和縮小。缸兩側的末端適當地打開了進氣、排氣口。這將使兩個相鄰葉輪之間的空間成為圓柱體，液體沿刀片向上和向下移動，就像往復壓縮機一樣工作。旋轉葉輪一圈，可以在每個基本體積內進行吸入、壓縮、排氣和可能的膨脹過程。

4 液環式壓縮機的故障分析及處理

4.1 壓力或容量不足

①密封液的量可能不足，應加正確數量的密封液（進而檢查好密封液的壓力以及管道中是否出現堵塞的情況）②密封液的溫度很高，應使密封液降到正確值。③氣體管線內有阻力，檢查閥門的開度比以及過濾器是否堵塞，然后清除故障。④主要部件磨損或腐蝕，應拆下修理或更換新的。⑤壓縮機反轉，應改變電動機的電纜連接，從而達到正確的旋轉方向。

4.2 不能轉動

①滑動面因有外來雜物而粘合，應拆卸并清除外來雜物，并修理部件。②滑動面因銹蝕而粘合，長時間不用時會生銹，拆下來去銹，然后進行清潔。

4.3 噪音與振動

①密封液過量，應用閥將密封液調到規定的值。②吸入壓力太低，可能產生氣穴，清除壓力降的原因。③旋轉部件損壞或故障，拆下并檢查滑動后是否接觸，以及軸承是否損壞、修理，必要時更換。④安裝或配管不正確，應檢查原因并糾正。

4.4 殼體過熱

①密封液量不足，應加入正確量的密封液，同時檢查密封液的壓力以及管道是否堵塞。②密封液的溫度高，應使密封液的溫度降到正確的值。

5 結語

同其他壓縮機之間有所不同，液環式壓縮機在應用旋轉液環將其作為工作介質，并且也是變榮性壓縮機，可以通過的葉輪上葉片把離心力及時給液體進行傳遞，促使液體可以同活塞工作，進而實現輸送氣體的目的，液環式壓縮機一般在高溫環境中會分解一些不含顆粒、不溶工作液的氣體。同時在壓縮機過流部件應用耐腐蝕材料，也可以使用壓送具備腐蝕性的一些氣體，比如說氯氣以及亞硝氣等等[3]。從現有的單一故障模擬診斷研究發展成為多故障進行耦合的研究。數學、力學、材料科學和化學等多學科進行交叉的綜合性研究越來越多。近年來，機械故障自愈方法和多源信息融合的研究將會越來越多用于大型液環式壓縮機的研究中。