低温液体泵工作原理

低温液体泵工作原理、安装注意事项、操作、故障及处理方法

1 概述

低温液体泵是在石油、空分和化工装置中用来输送低温液体（如液氧、液氮、液氩和液化天然气等）的特殊泵，它的用途是增大低温液体压力并将它输送到所需的工作场所。随着空分技术的发展，低温液体泵得到了广泛的应用及发展。其在空分设备中的主要作用为：用于液体循环；或是从贮槽抽取液体并将其压入汽化器，汽化后送给用户或气瓶内。

由于低温液体泵输送的介质都为低温液体，在输送介质过程中应保持低温，如果一旦绝热失效或受损，则泵内低温液体会大量汽化，产生气体，从而影响泵的工作。所以低温泵在结构、材料、安装和运行等方面都有它的特殊要求，以达到低温液体输送的要求。

2 工作原理

2.1 往复式低温泵由泵的本体和原动机两大部分组成，其中泵的本体又可分为两大部分：液力端和传动端。

2.2 液力端（又称泵头）的作用，就是在泵体内压缩低温液体，使机械能转化为液体内能，使排出液体的压力升高。

2.3 传动端的作用，就是将原动机的动力通过减速机构输入，并通过连杆机构将旋转运动转为往复运动。

2.4 往复式低温泵工作原理如下图3 d: `: H/ q' s, S) f# @% J

2.5 当活寒（或柱塞）从左向右移动时，泵缸内的容积就增大，压力随着降低，进入管路的液体压力大于泵缸中的压力时，液体在压差作用下，打开吸入阀而进入泵缸内。在传动箱的曲柄转过180º，活寒向左移动。由于低温液体基本上是不可压缩的，低温液体立即被活塞压缩而压力迅速升高。直到泵缸中的液体压力大到足以打开排出阀时，低温液体经过排出阀向排液管道输出。当活塞被曲柄拉动又向右移动时，重复以上过程。

2.6 往复式低温泵前半个周期是吸入低温液体，后半个周期才有低温液体排出。排液是间断式的、非连续的。

2.7 液力端主要包括吸入阀（或吸液窗口）、排出阀、泵缸和缸套、活塞（柱塞）、密封器、各种连接管及补尝管。

3 安装注意事项

往复式低温泵输送的液体介质，都是低温液化气体，温度范围为-183~-196℃。因此，除具有普通往复式低温泵的共性外，还具有与低温工作有密切关系的特性。

3.1 液力端（泵头）部分

（1）液力端处在低温环境中，所采用的材料是铜料和不锈钢或固体润滑材料，接触面要求精密度高，注意不要碰伤

（2）供装配用的零部件，必须严格去油脂和水分，防止尘土进入泵内部。

（3）对于低温部分，必须做好绝热保冷工作，应尽量避免外界热量侵入。真空夹套不得损坏。

（4）排气管道要畅通、口径要足够大，使得已汽化的气体能及时排出，避免气体进入泵缸。

（5）进、排液阀的密封面应仔细均匀地密合，要经过气密性试验无严重泄漏。也可用简单的煤油检验，以不漏为好，试后须去除油脂。

（6）安装活塞、导向环和活塞杆时，不要损伤密封面，注意缸套镜面干净、光洁。（7）注意密封器的密封面，做到运动要灵活且无泄漏，运转时以不结冰和霜为佳。（8）所有密封垫均应经退火处理，在重复使用3次后，必须经退火处理再使用。在安装和保存密封垫和密封面过程中，避免碰伤密封面。紧固螺钉在拧紧时，受力要均匀，要对称地拧紧面不要单边受力，使各螺钉均匀地压紧密封面。

（9）在低温操作条件下，应严格禁止重新拧紧紧固件。

3.2 机身（箱体）

（1）一定要按有关技术条件安装无级变速器，电磁调速控制器和传动机构等，并要保证运动部件的精度。

（2）注意保证润滑条件和润滑油的油面。

（3）安装时注意活塞杆的绕度，也要注意同轴度，要确保在做往复运动时，使活塞杆和密封摩擦面有良好的工作状态。

（4）安装时应避免传动端的油脂进入液力端（泵头）。

4 操作

4.1 往复式低温泵安装就绪后，打开气体回流阀，然后慢慢打开液体吸入阀，低温液体缓慢进入泵内。在冷却过程中要盘车，不得卡住。经过5~10min后，打开泵上的放气阀，如看见有低温液体流出，初步可以认为冷却工作基本结束，关放气阀。启动泵后，发现排出管道外部有霜，并可听到轻微的震动声，排出管路上的压力表显示逐渐增加压力，说明已有低温液体排出。调节排出管道上的排出阀（注意不可关死），使排出压力上升

到所需的排出压力。如果仅用于充瓶，只要将排出阀开大，让泵的压力随气瓶（或系统）

的压力升高而升高。

4.2 工作完成后，应首先关闭进液阀和回气阀，然后再切断往复式低温泵的电机电源，打开放气阀，放掉残液。

4.3 一般情况下，往复式低温泵进入运转状态后，应能稳定地工作。若发生故障，先分析原因。当不能排除时先关电动机，关闭进液管上阀门，从泵上放液管放掉低温液体。等泵恢复到常温后，才可拆除泵。也可用干燥空气加热泵内部，以缩短等待时间。重新安装时，泵内部应干燥，并去油脱脂。

5 故障及处理

5.1 排液不畅或完全不排液

（1）吸入管道中提供的吸入压力不足。可以用增加吸入压力，增高液面，必要时增大吸入管路的内径，缩短吸入管路的长度。

（2）绝热保冷不良，热量大量侵入，使液体温度升高而汽化。提高绝热层的保冷性能，一般以绝热层外无水凝结为好。

（3）有气堵现象。检查进液管道及增设排气管道，使排气通畅。

（4）进、出口阀门卡死。如果是由于潮湿结冰的原因，则需要加温吹除干燥再启动；如果是杂质，则拆卸后清除并干燥再起动。

（5）回气管路关闭。打开回气管路。

（6）液体太接近汽相点。将贮槽放空阀打开，放掉一部分气体。

（7）进液阀未发出轻微的工作撞击声，电动机负荷明显降低，泵不能正常进液，缸套中有气。应采取排气措施；也可能未充分冷却，再次进行冷却。

（8）进、排液阀密封面受损、弹簧断裂，有异物附在密封面上。拆除检修损坏零件，对密封而进行修正。

（9）活塞环磨损。这是一个渐变过程，不会突然发生。更换活塞环。

5.2 排压不稳定或受压

（1）液体阻尼器容量不够或气相体积不足。选择合适的液体阻尼器。阻尼器上部不应有绝热材料，上部应是气相空间。

（2）泵头部分存在气体。采取排气措施，检查压力表；检查真空夹套是否失去真空度。（3）密封器泄漏。密封器有严重冰霜，妨碍正常工作。应再次调节密封比压；检查有

否异物，冰进入密封部分；密封件是否磨损。针对故障原因，更换零件、干燥去湿。

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