低溫液體泵是在石油、空分和化工裝置中用來輸送低溫液體(如液氧、液氮、液氬和液化天然氣等)的特殊泵,它的用途是增大低溫液體壓力並將它輸送到所需的工作場所。隨著空分技術的發展,低溫液體泵得到瞭廣泛的應用及發展。其在空分設備中的主要作用為:用於液體循環;或是從貯槽抽取液體並將其壓入汽化器,汽化後送給用戶或氣瓶內。
由於低溫液體泵輸送的介質都為低溫液體,在輸送介質過程中應保持低溫,如果一旦絕熱失效或受損,則泵內低溫液體會大量汽化,產生氣體,從而影響泵的工作。所以低溫泵在結構、材料、安裝和運行等方麵都有它的特殊要求,以達到低溫液體輸送的要求。
2 工作原理
2.1 往復式低溫泵由泵的本體和原動機兩大部分組成,其中泵的本體又可分為兩大部分:液力端和傳動端。
2.2 液力端(又稱泵頭)的作用,就是在泵體內壓縮低溫液體,使機械能轉化為液體內能,使排出液體的壓力升高。
2.3 傳動端的作用,就是將原動機的動力通過減速機構輸入,並通過連桿機構將旋轉運動轉為往復運動。
2.4 往復式低溫泵工作原理如下圖3 d: `: H/ q' s, S) f# @% J
2.5 當活寒(或柱塞)從左向右移動時,泵缸內的容積就增大,壓力隨著降低,進入管路的液體壓力大於泵缸中的壓力時,液體在壓差作用下,打開吸入閥而進入泵缸內。在傳動箱的曲柄轉過180o,活寒向左移動。由於低溫液體基本上是不可壓縮的,低溫液體立即被活塞壓縮而壓力迅速升高。直到泵缸中的液體壓力大到足以打開排出閥時,低溫液體經過排出閥向排液管道輸出。當活塞被曲柄拉動又向右移動時,重復以上過程。
2.6 往復式低溫泵前半個周期是吸入低溫液體,後半個周期才有低溫液體排出。排液是間斷式的、非連續的。
2.7 液力端主要包括吸入閥(或吸液窗口)、排出閥、泵缸和缸套、活塞(柱塞)、密封器、各種連接管及補嘗管。
3 安裝註意事項
往復式低溫泵輸送的液體介質,都是低溫液化氣體,溫度范圍為-183~-196℃。因此,除具有普通往復式低溫泵的共性外,還具有與低溫工作有密切關系的特性。
3.1 液力端(泵頭)部分
(1)液力端處在低溫環境中,所采用的材料是銅料和不銹鋼或固體潤滑材料,接觸麵要求精密度高,註意不要碰傷
(2)供裝配用的零部件,必須嚴格去油脂和水分,防止塵土進入泵內部。
(3)對於低溫部分,必須做好絕熱保冷工作,應盡量避免外界熱量侵入。真空夾套不得損壞。
(4)排氣管道要暢通、口徑要足夠大,使得已汽化的氣體能及時排出,避免氣體進入泵缸。
(5)進、排液閥的密封麵應仔細均勻地密合,要經過氣密性試驗無嚴重泄漏。也可用簡單的煤油檢驗,以不漏為好,試後須去除油脂。
(6)安裝活塞、導向環和活塞桿時,不要損傷密封麵,註意缸套鏡麵乾凈、光潔。
(7)註意密封器的密封麵,做到運動要靈活且無泄漏,運轉時以不結冰和霜為佳。
(8)所有密封墊均應經退火處理,在重復使用3次後,必須經退火處理再使用。在安裝和保存密封墊和密封麵過程中,避免碰傷密封麵。緊固螺釘在擰緊時,受力要均勻,要對稱地擰緊麵不要單邊受力,使各螺釘均勻地壓緊密封麵。
(9)在低溫操作條件下,應嚴格禁止重新擰緊緊固件。
3.2 機身(箱體)
(1)一定要按有關技術條件安裝無級變速器,電磁調速控製器和傳動機構等,並要保證運動部件的精度。
(2)註意保證潤滑條件和潤滑油的油麵。
(3)安裝時註意活塞桿的繞度,也要註意同軸度,要確保在做往復運動時,使活塞桿和密封摩擦麵有良好的工作狀態。
(4)安裝時應避免傳動端的油脂進入液力端(泵頭)。
4 操作
4.1 往復式低溫泵安裝就緒後,打開氣體回流閥,然後慢慢打開液體吸入閥,低溫液體緩慢進入泵內。在冷卻過程中要盤車,不得卡住。經過5~10min後,打開泵上的放氣閥,如看見有低溫液體流出,初步可以認為冷卻工作基本結束,關放氣閥。啟動泵後,發現排出管道外部有霜,並可聽到輕微的震動聲,排出管路上的壓力表顯示逐漸增加壓力,說明已有低溫液體排出。調節排出管道上的排出閥(註意不可關死),使排出壓力上升到所需的排出壓力。如果僅用於充瓶,隻要將排出閥開大,讓泵的壓力隨氣瓶(或系統)的壓力升高而升高。
4.2 工作完成後,應首先關閉進液閥和回氣閥,然後再切斷往復式低溫泵的電機電源,打開放氣閥,放掉殘液。
4.3 一般情況下,往復式低溫泵進入運轉狀態後,應能穩定地工作。若發生故障,先分析原因。當不能排除時先關電動機,關閉進液管上閥門,從泵上放液管放掉低溫液體。等泵恢復到常溫後,才可拆除泵。也可用乾燥空氣加熱泵內部,以縮短等待時間。重新安裝時,泵內部應乾燥,並去油脫脂。
5 故障及處理
5.1 排液不暢或完全不排液
(1)吸入管道中提供的吸入壓力不足。可以用增加吸入壓力,增高液麵,必要時增大吸入管路的內徑,縮短吸入管路的長度。
(2)絕熱保冷不良,熱量大量侵入,使液體溫度升高而汽化。提高絕熱層的保冷性能,一般以絕熱層外無水凝結為好。
(3)有氣堵現象。檢查進液管道及增設排氣管道,使排氣通暢。
(4)進、出口閥門卡死。如果是由於潮濕結冰的原因,則需要加溫吹除乾燥再啟動;如果是雜質,則拆卸後清除並乾燥再起動。
(5)回氣管路關閉。打開回氣管路。
(6)液體太接近汽相點。將貯槽放空閥打開,放掉一部分氣體。
(7)進液閥未發出輕微的工作撞擊聲,電動機負荷明顯降低,泵不能正常進液,缸套中有氣。應采取排氣措施;也可能未充分冷卻,再次進行冷卻。
(8)進、排液閥密封麵受損、彈簧斷裂,有異物附在密封麵上。拆除檢修損壞零件,對密封而進行修正。
(9)活塞環磨損。這是一個漸變過程,不會突然發生。更換活塞環。
5.2 排壓不穩定或受壓
(1)液體阻尼器容量不夠或氣相體積不足。選擇合適的液體阻尼器。阻尼器上部不應有絕熱材料,上部應是氣相空間。
(2)泵頭部分存在氣體。采取排氣措施,檢查壓力表;檢查真空夾套是否失去真空度。
(3)密封器泄漏。密封器有嚴重冰霜,妨礙正常工作。應再次調節密封比壓;檢查有否異物,冰進入密封部分;密封件是否磨損。針對故障原因,更換零件、乾燥去濕
技術參數 輸送介質:液氧、液氮、液氬 形式:臥式、單缸活塞式 流量:0~1000L/H 進口壓力:0.02~2.5Mpa 最大出口壓力:0~25Mpa 功率:3KW、4KW、5.5KW、7.5KW(可調速) | |
技術特點 ●泵體采用高真空低溫冷端夾套,冷損小,汽化量少,預冷時間短,開機不超過5分鐘。 ●內置式過濾器.實用安全可靠。 ●活塞環和密封圈由良好耐磨、不燃性的高分子材料製成,使用壽命一般在15萬瓶次以上。 ●泵體采用傾斜向上安裝,使泵體內汽化氣體順利分離,液泵采用撬裝形式,現場安裝簡便。 ●多級調速,使用方便。 |
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