Edwards nES系列單級旋片真空泵氣鎮閥的作用?
Edwards(愛德華)nES系列單級旋片真空泵上氣鎮閥(Gas Ballast Valve) 的作用、工作原理和重要性。
核心作用
氣鎮閥的核心作用是:在抽除可凝性蒸汽(*常見的就是水蒸氣)時,防止這些蒸汽在泵腔內冷凝成液體,從而避免泵油被污染和乳化,保持泵的極限真空度和性能。
為什么需要氣鎮閥?—— 解決的問題
在沒有氣鎮閥的情況下,抽除可凝性蒸汽會遇到一個大問題:
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壓縮過程:旋片泵的工作原理是通過轉子和旋片將吸入的氣體壓縮,然后從排氣閥排出。在壓縮過程中,氣體(包括蒸汽)的溫度和壓力會急劇升高。
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蒸汽冷凝:如果被壓縮的蒸汽(如水蒸氣)的分壓力在達到排氣閥的開啟壓力之前,就已經超過了它當前溫度對應的飽和蒸汽壓,那么這部分蒸汽就會在泵腔內冷凝成液體。
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污染泵油:冷凝的液體(水)會與泵油混合,導致:
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泵油乳化:形成一種乳狀的混合物,潤滑性能急劇下降。
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腐蝕和磨損:水可能引起泵內部件的腐蝕,并且被污染的油膜無法有效潤滑,會導致旋片和轉子磨損加劇。
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真空度下降:被污染的泵油其密封和潤滑性能變差,使得泵的極限真空度無法恢復,抽氣效率降低。
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維護成本增加:需要更頻繁地更換泵油,并清洗泵體。
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氣鎮閥是如何工作的?—— 工作原理
氣鎮閥巧妙地解決了上述問題。它的工作原理可以概括為“提前稀釋,控制壓縮”。
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引入可控空氣:氣鎮閥是一個可調節的進氣閥,通常在泵的壓縮腔階段(排氣前)將一股經過過濾的干燥空氣(稱為“氣鎮空氣”)主動引入到正在被壓縮的氣體-蒸汽混合物中。
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降低蒸汽分壓力:這股額外空氣的注入,稀釋了蒸汽的濃度,從而顯著降低了蒸汽在混合氣體中的分壓力。
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防止提前冷凝:在壓縮行程結束時,盡管混合氣體的總壓力達到了排氣閥開啟壓力,但由于蒸汽的分壓力被稀釋后始終低于其溫度所對應的飽和蒸汽壓,因此蒸汽還來不及冷凝就被連同空氣一起排出泵外。
簡單比喻:就像在一杯非常咸的鹽水(易冷凝的蒸汽)中倒入大量的清水(氣鎮空氣),使得鹽水被稀釋到再也嘗不出咸味(分壓力低于飽和點),從而無法再析出鹽晶(冷凝)。
如何使用nES系列泵的氣鎮閥?
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何時開啟:
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在開始抽吸含有可凝性蒸汽(如水蒸氣、溶劑蒸汽等)的氣體之前,就應打開氣鎮閥。
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在泵啟動時就可以打開。
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何時關閉:
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當需要獲得泵的極限真空時,必須關閉氣鎮閥。因為引入的空氣本身也會被壓縮并排出,這會額外增加泵的能耗,并使得*終能達到的真空度比關閉氣鎮時差一些(通常會低半個到一個數量級)。
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例如,在抽除完大量水汽后,如果工藝要求更高的真空度,則應關閉氣鎮閥運行一段時間以達到*佳真空。
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操作建議:
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在泵溫升高后(例如運行30分鐘后)再使用氣鎮閥,效果更好,因為較高的油溫有助于殘留的微量水汽蒸發并被帶出。
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使用氣鎮閥時,泵油會比正常情況下更快地變臟和老化,需要更密切地關注油位和油質,并按時更換。
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總結與重要性
對于像Edwards nES這樣的旋片泵來說,氣鎮閥是一個極其重要且不可或缺的功能:
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保護泵體:它是防止泵油乳化、維持泵機性能和使用壽命的關鍵裝置。
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擴展應用:它極大地擴展了旋片泵的應用范圍,使其能夠**地處理潮濕空氣、干燥過程、蒸餾過程以及其他會產生大量蒸汽的工藝,而不會損壞泵本身。
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維護指標:如果一臺帶有氣鎮閥的泵在開啟氣鎮后仍然很快出現泵油乳化,通常意味著泵腔密封可能存在問題(如旋片磨損、軸封漏氣等),需要維護。
因此,正確理解和使用氣鎮閥,是有效操作和維護Edwards nES系列乃至所有旋片真空泵的必修課。