用过油封式真空泵的人都见过泵体上那个小旋钮——气镇阀(也叫气镇螺钉、gas ballast valve)。很多人不知道它是干什么的,有的人从来没动过它,有的人天天拧着玩。殊不知,这个不起眼的小旋钮,直接关系到泵油的使用寿命和真空泵的稳定运行。
苏州嘉科做真空泵维修十几年,遇到过太多因为气镇阀用错导致泵油乳化、泵腔腐蚀的案例。今天就把气镇阀的作用、原理、正确用法和常见误区一次讲透,看完你就知道这个小东西有多重要。
一句话总结:气镇阀的作用是防止可凝性气体(主要是水蒸气)在泵腔内凝结,从而保护泵油不被乳化、泵腔不被腐蚀。
油封式真空泵(旋片泵、滑阀泵)的工作原理是靠转子和叶片在泵腔内旋转,把气体从进气口压缩到排气口排出。在压缩过程中,气体的压力和温度都会升高。
如果被抽气体里含有水蒸气,在压缩阶段,水蒸气的压力会超过饱和蒸气压,就会凝结成水。水混进泵油里,会造成三个严重后果:
气镇阀的原理很巧妙:在压缩阶段后期,通过气镇阀向泵腔里放入少量干燥的空气(或氮气),把泵腔内的水蒸气分压降到饱和蒸气压以下,让水蒸气来不及凝结就被排出去。
打个比方:泵腔就像一个杯子,水蒸气是杯里的水。不放气镇的时候,水会积在杯底(凝结);放气镇的时候,相当于往杯里吹气,把水变成水蒸气一起吹走,杯底就不会积水了。
气镇阀通常装在泵的端盖上,通过一个小孔和泵腔的压缩腔相通。阀上有一个调节旋钮,可以控制进气量的大小。
这是大家最关心的问题。原则很简单:抽含有可凝性气体(水蒸气、有机溶剂蒸气等)时开,抽干燥气体时关。
气镇阀不是开关,是调节阀。不同场景用不同的开度,效果最好。
| 工况 | 气镇开度 | 说明 |
|---|---|---|
| 抽干燥气体 | 全关 | 不补气,极限真空最高 |
| 空气湿度大 | 1/4~1/2 开 | 少量补气,防止微量水蒸气凝结 |
| 抽含水蒸气的工艺气 | 1/2~全开 | 大量补气,确保水蒸气不凝结 |
| 抽有机溶剂蒸气 | 全开 | 有机溶剂饱和蒸气压高,需要大气镇量 |
如果不确定气镇阀开多大,可以观察排气口有没有白雾。排气口有白雾冒出,说明有可凝性气体在排出,气镇开得不够;没有白雾且真空度正常,说明气镇开度合适。
有的人为了图省事,气镇阀常年全开。这样做有两个问题:
正确做法:只在抽可凝性气体时开,抽干燥气体时关。
有的人不知道气镇阀的作用,从来没开过。抽湿空气或水蒸气时,水会在泵腔里凝结,导致泵油乳化、泵腔腐蚀。
正确做法:只要被抽气体里有可能凝结的成分,就要开气镇。
气镇阀只能减少水蒸气凝结,不能完全避免。长时间抽湿空气,泵油还是会慢慢吸水乳化。
正确做法:定期检查油质,发现油变白、变浑浊立即换油。一般抽湿空气的泵,换油周期要比正常工况缩短一半。
气镇开得太大,放入的空气过多,不仅降低极限真空,还会增加泵的负荷,导致泵温升高、泵油氧化加快。
正确做法:根据被抽气体的湿度调整到刚好能防止凝结的开度,不要一味开大。
气镇阀结构简单,但也要注意保养,否则会失灵。
气镇阀是油封式真空泵上一个非常重要但容易被忽视的部件。用对了,能大幅延长泵油和泵腔的使用寿命;用错了,轻则真空度上不去,重则泵油乳化、泵腔腐蚀,维修成本很高。
记住三句话:抽湿开、抽干关、量适中。做好这三点,你的真空泵能多跑好几年。
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