春達羅茨泵的使用技巧
羅茨泵-水環(huán)泵機組廣泛地用于化工、食品升華干燥、高空模擬試驗等的抽真空系統(tǒng)中。這類聯(lián)合機組,大致有以下幾種類型。
一、羅茨泵-水環(huán)泵:
機組中水環(huán)泵的作用是造成羅茨泵所需的預(yù)備真空,因此要求該水環(huán)泵的大允許排氣壓力,即是說,一方面要盡量提高水環(huán)泵的限真空,另一方面,也要設(shè)法提高羅茨泵的大允許排氣壓力。
一般情況,單水環(huán)泵限真空度不高,而目前我國生產(chǎn)的羅茨泵要求的預(yù)真空又較高,故實際上不用單水環(huán)泵作為羅茨泵的前泵,而用能提高限真空度的雙水環(huán)泵作為前泵使用,采用雙水環(huán)泵,還可以提高機組的限真空度。
一臺羅茨泵的限真空度是較低的,特別是當它與水環(huán)泵組合運行時,使用范圍受到限制,整個機組的限真空度可能更低,但若用兩臺羅茨泵串聯(lián)再與水環(huán)泵組合,就能大大提高機組的限真空度。
故在這種類型里通常見到的是兩臺羅茨泵串聯(lián)后再用雙水環(huán)泵作前泵組成機組。
二、羅茨泵-水環(huán)泵-大氣泵機組:
即使采用雙水環(huán)泵,限真空度的提高也只是在一定的范圍之內(nèi),這是因為受到水的飽和蒸汽壓的限制。水環(huán)泵的理論限壓力就是水的飽和蒸汽壓。如果考慮氣體返流等因素的影響,實際上水環(huán)泵的限壓力顯著比該水溫上的飽和蒸汽壓力為高。為了提高前泵的限真空度,還可以使水環(huán)泵與大氣泵組合使用。
這樣,串聯(lián)一大氣泵后的限真空度可達20~30torr,如果水環(huán)泵與二大氣泵組合,則限真空可達2~10torr。
三、羅茨泵-水環(huán)泵并聯(lián)機械真空泵:此機組主要用于需要處理大量水蒸汽,且限真空度要求較高的抽真空系統(tǒng),例如在真空干燥方面。
要求處理大量水蒸汽的真空系統(tǒng)中,使用水環(huán)泵是較合適的,但由于其限真空度不高,致使整個機組的限真空度較低。雖然在要求真空度較高的抽真空系統(tǒng)中,需要限真空較高的機械真空泵作為前泵使用。但由于水環(huán)泵的耗電量大,效率很低,噪聲高,在需要長時間的真空干燥系統(tǒng)中,用水環(huán)泵作為羅茨泵前泵很不經(jīng)濟。
在上述情況下,可將氣鎮(zhèn)機械真空泵與水環(huán)泵并聯(lián),作為羅茨泵的前泵。真空干燥時,先用水環(huán)泵進行預(yù)抽,直至水蒸汽大量減少時,再開動氣鎮(zhèn)機械真空泵,切斷水環(huán)泵。如需要較長時間才能完成干燥的場合,所需冷卻水和功率都較少.
(1)機組前裝冷凝器
為了盡量使機組的體積小些,可設(shè)法使待抽的蒸汽在進入泵機組之前冷凝,這樣剩下來的就是非可凝性氣體和微量殘余蒸汽。氣體降溫后在相同壓力下體積也減小。所以冷凝后所需抽氣量減小,相應(yīng)地泵也可以選得小一些。
采用哪種方式較經(jīng)濟?應(yīng)視其具體情況而定,舉例說明如下:
冷凝蒸汽有兩種方式:一種是安裝一臺冷卻裝置,另一種是在機組的高壓中裝一臺冷凝器,以便能用普通的水冷卻。
其系統(tǒng)需要每小時抽除50kg的水蒸汽量,在吸入壓力為1torr時的容積流量為50000m3/h。
(2)要抽吸上述的水蒸汽量,需要三個羅茨泵串聯(lián),并用一臺水環(huán)泵作前組成的機組,該機組的總功率90kw。
(3)為了使蒸汽在到達真空泵之前冷凝,就要在位于a處裝一個冷凝器和一個功率為30000kcal/h的冷卻裝置,如圖4所示。在1torr的吸入壓力下,水蒸汽的冷凝溫度均為-19℃,為了能保證連續(xù)工作,應(yīng)取冷凝裝置的冷凝溫度為-25℃,且并聯(lián)安裝2臺冷凝器。根據(jù)非冷凝氣體的組成部分計算得,真空泵的抽氣量就可以降低到1000~2000m3/h,總機組(包括冷凝器的消耗功率)的功率同樣是90kw。
(4)先用羅茨泵抽出水蒸汽,并在45torr壓力下進行冷凝,該壓力下有的冷凝溫度約為36℃,于是可使冷凝器的冷凝溫度保持在30~35℃之間,可用普通冷卻水冷卻。冷凝器設(shè)在b處。這時總功率的消耗為75kw左右。
通過上述三組方式的比較可知,三種方案好,可減少15kw的動力消耗。
綜上所述,水蒸汽冷卻后只剩下非可凝性氣體。在壓力很低時,水蒸汽的比容相當大,這些可凝性蒸汽冷凝后,泵所需要的抽氣量顯然就大為降低了。另外,不論蒸汽是否冷凝,在同樣壓力下只要氣體溫度降低,其容積流量就會減少。例如化工流程中200~300℃溫度的氣體并不少見。若從300℃冷卻到50℃之后,干燥空氣的容積減少45左右,這樣就可以選擇較小容量的抽氣真空泵機組裝置。
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