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(shí)際工作循環(huán)的液環(huán)壓縮機(jī)理論模型分析

液環(huán)壓縮機(jī)工作周期理論建模中考慮殘氣膨脹過程是解決理論結(jié)果同具體情況偏離的一種方法。液環(huán)壓縮機(jī)是一種通用機(jī)器，應(yīng)用液體將其作為能量傳輸?shù)慕橘|(zhì)，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(jié)構(gòu)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(xué)、機(jī)械、發(fā)電、醫(yī)藥、煤礦和造紙行業(yè)中起著不可替代的作用[1]。

2 工作原理

在葉輪出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)之時(shí)，殼體中的液體就會被葉片而帶動(dòng)甩出，因?yàn)槭艿诫x心力的影響造成了壓向殼體中的內(nèi)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(gè)葉片的空間構(gòu)成了氣缸。在氣缸的旋轉(zhuǎn)之下，氣缸之中液體較多之時(shí)，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(yùn)動(dòng)而言，液體如同活塞，可以沿著葉片進(jìn)行移動(dòng)，構(gòu)成吸排氣。所以，在葉輪旋轉(zhuǎn)之時(shí)，氣體可以通過殼體吸入口進(jìn)入到殼體之中，接著再從的孔板的吸氣口導(dǎo)向進(jìn)入到葉輪葉片之間，并且在移動(dòng)時(shí)可以通過膨脹以及壓縮后，進(jìn)而從孔板排氣口導(dǎo)向殼體的排出口中。

液壓縮機(jī)需要導(dǎo)引機(jī)作為體積型壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)，通常是馬達(dá)。旋轉(zhuǎn)葉輪驅(qū)動(dòng)泵殼體的工作流體形成一個(gè)橢圓厚度幾乎一致的環(huán)，通常稱為液體環(huán)或密封環(huán)。工作液只是部分充滿內(nèi)殼。由于離心力，工作流體與每個(gè)泵殼內(nèi)壁的偏心輪廓相匹配，并朝向旋轉(zhuǎn)中心或在半角旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)向后移動(dòng)。對于葉輪的兩個(gè)相鄰葉片之間的密封腔，旋轉(zhuǎn)的液環(huán)與活塞相同。煤氣從旋轉(zhuǎn)主的前四分之一吸入壓縮機(jī)，然后在四分之一內(nèi)壓縮[2]。

葉輪每周執(zhí)行兩個(gè)同步對稱的壓縮周期。對于兩種壓縮級別類型，上述循環(huán)在第二級重復(fù)，第一級壓縮的氣體和液體再次壓縮，進(jìn)一步增加壓力，并通過法蘭錐形管的兩個(gè)插槽孔垂直排出。輸送管是有4 個(gè)進(jìn)氣口和4 個(gè)排氣口的氣體分配元素，形狀不同。有兩個(gè)耦合，帶吸入式壓縮端蓋的吸出法蘭。端點(diǎn)封口中軸向的第三個(gè)法蘭是密封流體進(jìn)給端口。由于內(nèi)偏心在葉輪沿旋轉(zhuǎn)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(dǎo)致端管和錐管組合180°的簡單旋轉(zhuǎn)，從而交換入口法蘭和出口法蘭的位置。

3 液環(huán)壓縮機(jī)故障分析

液環(huán)壓縮機(jī)是一種體積變形設(shè)計(jì)，葉輪在圓柱體內(nèi)偏心構(gòu)造，在圓柱體內(nèi)引入一定量的水或其他液體。葉輪（轉(zhuǎn)子）旋轉(zhuǎn)并達(dá)到一定速度后，離心力的作用會導(dǎo)致液體拋出，形成附著在圓柱體內(nèi)表面的液環(huán)。葉輪表面和液環(huán)之間形成新月型腔。這個(gè)空腔是一個(gè)具有不同體積的小房間（基本體積）。各腔的體積根據(jù)葉輪的旋轉(zhuǎn)定期擴(kuò)大和縮小。缸兩側(cè)的末端適當(dāng)?shù)卮蜷_了進(jìn)氣、排氣口。這將使兩個(gè)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(dòng)，就像往復(fù)壓縮機(jī)一樣工作。旋轉(zhuǎn)葉輪一圈，可以在每個(gè)基本體積內(nèi)進(jìn)行吸入、壓縮、排氣和可能的膨脹過程。

4 液環(huán)式壓縮機(jī)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(yīng)加正確數(shù)量的密封液（進(jìn)而檢查好密封液的壓力以及管道中是否出現(xiàn)堵塞的情況）②密封液的溫度很高，應(yīng)使密封液降到正確值。③氣體管線內(nèi)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(yīng)拆下修理或更換新的。⑤壓縮機(jī)反轉(zhuǎn)，應(yīng)改變電動(dòng)機(jī)的電纜連接，從而達(dá)到正確的旋轉(zhuǎn)方向。

4.2 不能轉(zhuǎn)動(dòng)

①滑動(dòng)面因有外來雜物而粘合，應(yīng)拆卸并清除外來雜物，并修理部件。②滑動(dòng)面因銹蝕而粘合，長時(shí)間不用時(shí)會生銹，拆下來去銹，然后進(jìn)行清潔。

4.3 噪音與振動(dòng)

①密封液過量，應(yīng)用閥將密封液調(diào)到規(guī)定的值。②吸入壓力太低，可能產(chǎn)生氣穴，清除壓力降的原因。③旋轉(zhuǎn)部件損壞或故障，拆下并檢查滑動(dòng)后是否接觸，以及軸承是否損壞、修理，必要時(shí)更換。④安裝或配管不正確，應(yīng)檢查原因并糾正。

4.4 殼體過熱

①密封液量不足，應(yīng)加入正確量的密封液，同時(shí)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(yīng)使密封液的溫度降到正確的值。

5 結(jié)語

同其他壓縮機(jī)之間有所不同，液環(huán)式壓縮機(jī)在應(yīng)用旋轉(zhuǎn)液環(huán)將其作為工作介質(zhì)，并且也是變榮性壓縮機(jī)，可以通過的葉輪上葉片把離心力及時(shí)給液體進(jìn)行傳遞，促使液體可以同活塞工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸送氣體的目的，液環(huán)式壓縮機(jī)一般在高溫環(huán)境中會分解一些不含顆粒、不溶工作液的氣體。同時(shí)在壓縮機(jī)過流部件應(yīng)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(xiàn)有的單一故障模擬診斷研究發(fā)展成為多故障進(jìn)行耦合的研究。數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科進(jìn)行交叉的綜合性研究越來越多。近年來，機(jī)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(huán)式壓縮機(jī)的研究中。