旋片式真(zhēn)空泵介紹
旋片式真空泵(bèng)是利用(yòng)轉(zhuǎn)子和可在轉子槽內滑動的旋(xuán)片的旋轉運動(dòng)以獲得真空的一種變容機械真空泵。當采用工作液來進行潤滑並填(tián)充泵腔死隙,分隔排氣(qì)閥和大氣(qì)時,即為通常所稱的油封旋片真空泵。無工作液時,即為幹式旋片式真(zhēn)空泵(bèng),將另頁介紹。在油封旋片真空泵中,國內習慣上稱(chēng)皮(pí)帶傳動的為旋片式真空泵,而(ér)把泵與電機直接連(lián)接或用(yòng)聯軸器(qì)連接的稱為直聯旋片(piàn)真空泵。在每種泵中,又有單級和雙級之分(fèn)。在單級泵(bèng)中,由於選用的結構形式和參數不同,泵的極限壓力和用途也不同。
它們的共同特點是結構較簡單,使用方便,能從大氣壓力下起動,可直接排人大氣,偏心質量較小,維護簡便,雙級泵的極限壓力為6×10-2~l×10-2Pa,一(yī)種單級泵可達4Pa左右,另(lìng)一種單級泵(bèng)為50~200Pa左右。
自1909年蓋德(W.Gaede)發明旋片泵並取得德國專利,1936年又(yòu)發明氣鎮(zhèn)泵,1941年取得專利以來,旋片式真空泵得到廣泛應用和不斷完善。60年代末,國際上出現了提高轉速,直聯(lián)的小型化趨勢,70年代初出現了(le)直聯係列產品,到80年(nián)代初,又推出了改進的係列(liè)產品,有(yǒu)多種可供用戶選配的附(fù)件,可以保護泵,或保護環境(jìng),泵本身結構也(yě)有改進而使可靠性提高。
在泵的結構方麵,為了能在停泵時防(fáng)止返油,有的設有能自動切(qiē)斷油路(lù)的止回閥,有的(de)設有進氣通(tōng)道截止閥,有的為了能在泵開氣鎮運轉突然停電時自動切斷氣路來保持泵口處於真空狀(zhuàng)態而設有油泵和控製結構(gòu)。在附件方麵,有消霧器、氣味過濾器、阻擋碎玻璃等雜物用(yòng)的人口過(guò)濾器、灰塵過濾器、蒸汽凝結阱、化學阱,有控製泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護泵的溫控水量調節閥。到(dào)了80年代(dài)末,90年代初,又推出了油過濾器、能監視油溫、油壓、油質(zhì)等的電子顯示器,甚至可(kě)以與計算機聯結,進行自動控製,采用強製潤滑和(hé)風(fēng)冷,使泵的連續工作入口壓力達(dá)10kPa,甚至更高,同一台泵的適用範圍因而更大。
雙(shuāng)級(jí)旋片真空泵(bèng),可以廣泛用於(yú)冰箱、空調機、燈泡、日光燈、瓶膽生產和電子、冶金、醫藥、化工、濾油機(jī)、印刷機(jī)械、包裝機等工業,可作為擴散泵、羅茨泵、分子泵等(děng)的前級泵,供電子儀器、醫療儀器等配(pèi)套和實驗研究應用。由(yóu)於直聯(lián)泵沒有(yǒu)皮帶摩擦的粉塵的汙染,體積小、重量輕、材料節約、功能日趨完善,更被廣泛推廣應用。
一、抽氣原理與結構(gòu)
旋片泵,它有偏心地裝在定子腔內的轉子(zǐ)及轉子槽內的兩個或數個旋片(piàn),轉子與泵殼內表麵或相切或相交,轉子帶動旋片旋轉時,旋片借(jiè)離心力(有的還有彈簧力)緊貼缸壁(bì),把進排氣口分(fèn)割開來,並使進氣腔容器周期性擴大而吸氣(qì),排氣腔容積則周期(qī)性地縮(suō)小而壓縮氣體,借氣體和油(yóu)的壓力推開排氣閥排氣,從而獲得真(zhēn)空。見圖(tú)一(yī)。雙級泵由二個單級(jí)串聯而成(chéng),進氣壓力高時,一般大中型泵,二級可(kě)同時排氣,進氣壓力低時,氣體(tǐ)由高級排人(rén)低級,然後再排出泵外。
由於泵是利用吸氣容積的(de)變化來抽吸氣體的,其(qí)名義抽速可按吸氣的幾何容積來(lái)設計計算。
二、氣鎮原理與(yǔ)結構
由於真空泵的抽氣過程是(shì)一壓縮過程,故(gù)當有水蒸氣之類的可凝性氣體時,如果在排出泵腔前達到其飽和(hé)蒸汽壓力,則會凝結在油中,使泵油乳化變質,潤(rùn)滑密封性能變壞,凝結物在吸氣(qì)腔中還會重新變成氣態(tài),使真空度降低。據介紹,當(dāng)含水超過50%時,還會破壞潤滑性能,造成頻繁換油和浪費。國外經過了(le)十八年的研究(jiū),發明了氣鎮(zhèn)泵。其原理是,排氣腔的壓力是由空氣分壓力和蒸汽分(fèn)壓力二部分組成的,隻有當二者之和足以克服排氣閥的大(dà)氣壓力和彈力時,才發生(shēng)排氣。氣鎮閥的作用,是在排氣發生之前(qián)向泵的排(pái)氣(qì)腔充入(rù)一定量(liàng)空氣,以降低排氣壓力中的蒸汽分壓力,當它低於泵溫下的飽和(hé)蒸(zhēng)汽壓時,即(jí)可隨充入氣體排出泵(bèng)外,而避免凝結(jié)在泵油中。另外,當密閉泵口運轉時,已(yǐ)混入(rù)油內的可凝性氣體的凝(níng)結物或氣相就會溶於油中的物質,又會在泵腔內從油中逸出,這時如(rú)果開氣鎮工作,也(yě)可抽除一定量的可凝性物質,從而起到一定淨化作用,延長泵油的使用期。真空泵油(yóu)較貴,貨源亦有限,因此合理(lǐ)使用氣鎮(zhèn)有著大的經濟意義。
在結構上,氣鎮閥有一逆止閥,防止排氣時油、氣從氣鎮(zhèn)孔排出,氣鎮量設計成可調的,可獲取不同氣鎮極限壓力,氣鎮閥的(de)開啟便於移到泵外的合適位置,可實(shí)現遠距離(lí)操作。氣鎮閥微量滲氣時可降低噪聲,還可作為停泵時(shí)的放氣閥用,來避免或延(yán)緩停泵返油。
氣鎮(zhèn)量與(yǔ)泵的幾何(hé)抽速、摻氣級的幾何(hé)容積、氣鎮孔大小、間隙大小有關。氣鎮極限壓(yā)力與(yǔ)泵的(de)不氣鎮極限壓力和油路設計有關,與氣(qì)鎮量有關。
習慣上有“油浸式”和“油封式”之分。前(qián)者指泵體浸在油箱中(zhōng)的,它的優點是:許多要(yào)求氣(qì)密的部位(wèi)和(hé)零部(bù)件都可(kě)借助於油(yóu)來密封;便於設置防止停泵返油機(jī)構;便於設置氣鎮輔助油路,使之提高氣鎮性能,也(yě)可使泵在較高入口(kǒu)壓力下工作更可靠。目前大抽速已達70L/s。其餘的稱為“油封式”,取意是隻把排氣閥浸在油中。用油把排氣口密封起來。
按照(zhào)轉子偏心的位置(zhì)分,義有所謂正偏心與(yǔ)側偏心之分。偏心在正(zhèng)上方的叫正偏心,在(zài)側麵(miàn)的叫側偏心。側偏心(xīn)的優點是:油位較低,油量可較少(shǎo),停泵返油較少,起動功率和配用功率可較小;排(pái)氣閥檢修、維護較方(fāng)便。注意裝(zhuāng)配工藝宜(yí)采用豎裝法。對於正偏心結構,裝配可采用倒裝法,利用轉子自重(chóng)找(zhǎo)正裝配(pèi)位置。
對於雙(shuāng)級泵,高低二(èr)級轉子的連接方法(fǎ)和支承方法也有不同:一種是四個支承,叉式連接;另一種是二支承。鍵連接傳動。在(zài)二支承結構中,低級轉子多為帶內孔的結構,也有(yǒu)用高級轉子中壁一側軸頸(jǐng)延(yán)長作為低級轉子的。如果低級轉子外徑與高級轉子相同,采用正槽不(bú)穿軸形式時,轉子外徑與缸(gāng)鏡之比d/D=b應有較大值。采(cǎi)用正槽穿軸形式時則可取較小b值(zhí)。此時轉子一端開槽而另一端帶凸緣(yuán)。也有人采用高低二級取不同的b值,不同的缸徑和轉子直徑(jìng)的做法。或(huò)采用(yòng)側偏旋片槽的結構形式。由於選用結構不同,泵(bèng)的拆裝也不一樣,用戶必須仔細閱讀使用說明書,以防損壞泵。
對於高(gāo)級(jí)轉子,凡高速直(zhí)聯結構,考慮動平衡(héng)影響,宜采用實心形式。對於低速泵,轉子較大時,為減(jiǎn)輕重量(liàng),宜采用空心形式(shì)。
轉子有整體、整體加穿軸、拚接、焊(hàn)接等結構形式。國內普遍采用的一(yī)種結構是(shì)由二半轉子體加二轉(zhuǎn)子(zǐ)盤用螺釘和銷釘拚接。一種新結構(gòu)是用一個(gè)轉子盤與一個整體轉子拚接,具有剛性好、工時省、形位公差精度好的優點。
雙級旋片真(zhēn)空泵(bèng)的使用與維(wéi)修
雙級旋片真空泵的使用
使用(yòng)前(qián),應首先仔細閱讀產品(pǐn)說明書(shū),開箱後應檢查裝運質量。收好備品備件和技術文件,拆除排氣口防護件。按要求安裝,接線,試轉向。水冷泵接(jiē)水。
為防止因返(fǎn)油與反轉而噴油,應先開啟泵口,按規定轉向把(bǎ)泵內存油用手盤到油箱中(zhōng)。同時查看油位,應在油標中心以(yǐ)上,但不要滿(mǎn)油標,多了要放出。
判斷轉向的輔助方法。把護套倒放在泵口上,如開泵後被吸住,是正向,被(bèi)吹(chuī)落,是反向。聲音正常是正向,聲(shēng)音異常響是反向。
如在泵口配裝帶充氣(qì)電磁閥,一般應橫裝,並與泵同時動作。
相對(duì)濕(shī)度較高或被抽氣體中含水汽等可凝性蒸汽(qì)時,應使用氣鎮閥。
按說明書推薦(jiàn)選用真空泵油。注意酯類真空泵油不可與礦物油型真空泵油和其他油類混用(yòng),必須(xū)嚴格清洗後才能換(huàn)入酯類真空泵油。
檢查泵的極限壓力以壓縮式水銀真空計為準。全(quán)壓力計應注意做好計與規管的配(pèi)對校準和備用(yòng)比對規管。建議在規(guī)管(guǎn)與被測泵之間裝一球閥。不測時關閥,可延長規管使用時間。
雙級旋片真空泵的維(wéi)修
l、首先要了解泵的類型(xíng)、特點、現(xiàn)在狀況。了解使用要(yào)求,確定修理目標。在(zài)進行維修之前,準備好檢測手段。
2、判斷故障,確診故障。判(pàn)斷準,可省事。確診要驗證。
3、排除故障,先簡後繁,先易後(hòu)難。無須拆卸的不拆。以減少由於缺少專用工具和操作不當引起新的損傷,減少位置變化和跑合運轉時間。一般的說,拚接(jiē)式(shì)轉子(zǐ)是不可拆卸的(de),否則形位(wèi)公差就不保,轉子就報廢(fèi)了。
4、有毒有(yǒu)害、有腐蝕性的泵(bèng),應請用戶先行清洗,並告知必要的防護措施,以保障維修人員的健康。
5、故障分類
建議把故(gù)障分為運轉故障和性能故障。
運轉故障可包(bāo)括泵不轉(zhuǎn),泵溫太高,漏油,漏水,大功率超標等(děng)。
性能(néng)故障(zhàng)可包括極限壓力、極限全壓力、抽氣效率(lǜ)、噪聲、噴油、氣鎮性能等不達標或不能滿足要求。
6、故障判斷與診斷例舉
6.1泵(bèng)不轉。情況不明不能先開泵,以免加重(chóng)故障。用手能盤(pán)動和不能盤動。
6.1.1泵能盤動而不轉。原因可以是聯軸器故障;皮帶打滑;電機接線有誤;電機損壞(huài);電源沒電等。
6.1.2不能盤動(dòng)或盤起來很重的(de),原因可以(yǐ)是因為起動泵溫太(tài)低(dī),泵油粘度太高;設計(jì)製造原因的停泵返(fǎn)油太多。油位太高引起(qǐ)的(de)停泵返油太多(加油太多,或有水汽在(zài)泵(bèng)中凝結,或(huò)在排氣管中凝結的水流(liú)回泵(bèng)中);有異物在泵內(nèi)(進氣(qì)管中的(de)焊渣、氧化物;旋片彈簧等泵零件的碎屑;旋片變(biàn)形卡住;發生了咬(yǎo)合(hé)(銅套、轉子、中壁、泵蓋、定子、軸承)。
6.2泵溫(wēn)太高。指低級排氣閥附近測得的高(gāo)油溫超過使用說明書規定值。由於(yú)泵(bèng)溫升高(gāo)會使泵油粘度大幅下降(jiàng),並使泵油的飽和蒸汽壓升高(gāo),使泵的極限壓力升高和抽氣效率(lǜ)下降;使橡(xiàng)膠件容易老化;熱膨脹使運轉間隙縮小,特別是某些非金屬旋片的厚度方向和銅套內孔間隙,影響泵運轉的可靠性。泵溫太高的原因可以是泵環境溫度太(tài)高,進氣溫度太高,進氣冷卻(què)裝置失效,泵長期連續運轉入口壓力太高;水(shuǐ)冷泵冷卻水量不足,循環水(shuǐ)設計效(xiào)果不(bú)佳(jiā);溫控水量調節閥(fá)失效等。
6.3漏油。可以發生在軸封(fēng),油(yóu)箱與泵零部件的密封麵,放油塞、油標、油(yóu)孔悶頭、定子部件與支座的通孔連接處,氣鎮閥(例如2X-8)等部位。可由密封件老(lǎo)化(huà),安裝不當(dāng),損壞(huài)失效,表(biǎo)麵不平整、有雜質、粗糙和鑄件疏鬆等引起。如果停泵後返油,油會進入氣鎮閥,不關氣鎮閥可能會漏油。
自製橡膠墊時,一定要用(yòng)耐油(yóu)橡膠,要按照原(yuán)設計形狀,密(mì)封麵太大時壓不緊會漏(lòu)油(yóu)。
6.4漏水可以發生在(zài)水管接頭,水套(tào)悶蓋平麵,放(fàng)水孔(kǒng)螺塞(sāi),放水閥等處,水套鑽穿,鑄件缺陷,凍裂,也可能導致漏水。
6.5大功率超標。可由長期(qī)連續作入口壓力太高、排氣壓力太高、雜(zá)物進人(rén)發生咬合、泵溫太高(gāo)、旋片等配合間(jiān)隙太小、電壓太高、泵液返入泵內太多等引起,會使電(diàn)機損壞。應(yīng)盡量避免在大功率附(fù)近長期連續運轉。如果表麵有(yǒu)沉積物,要定期拆開清除(chú)。
6.6極限壓力不達標。
可由外漏、內漏、油孔堵塞(sāi)、泵油質量不良或汙染變質(zhì)、有水(shuǐ)汽等(děng)可凝性物質(zhì)、儀(yí)器儀表失真、泵運轉不正(zhèng)常等引起。
外漏較多(duō)時,排氣口可看到白色蒸汽。油標處有較多氣泡,手在排氣口上可(kě)感到排氣壓力。低級排氣閥處油麵有較多氣泡。功率會(huì)有所增(zēng)加。這時,首先(xiān)應檢查氣鎮閥是否已關好。由於新泵出廠(chǎng)每台都在泵口測極限壓力,所以如有外漏現象,應對泵口(kǒu)及管道、閥門、容器逐一檢查。外(wài)軸封失效、油杯無油、油孔悶頭漏氣也(yě)可造成外漏(lòu)。內漏可由泵內的(de)運動間隙、排氣閥座平麵、排氣閥的密(mì)封麵、內(nèi)軸封、泵蓋平麵、進氣管、氣鎮閥密封件等引起。磨損、腐蝕、咬合會使運轉間(jiān)隙加大。油孔阻塞時,打開加油孔(kǒng)聽,泵的(de)噪聲會(huì)較輕,在油箱密封良好的情況下,如果手在排氣口上有被吸的感覺,排氣閥可能失效。
如果泵油清潔,長期(qī)存放未用,可開(kāi)氣鎮閥淨化泵內水汽(qì)。若無(wú)效,要檢杏儀表。若泵油發黃(huáng)發白已乳化,可全開氣鎮,調大氣鎮量淨化運轉,必要時可在泵口放入適量氣體運轉,可加快淨(jìng)化過(guò)程。若抽(chōu)入其他揮發性(xìng)氣體或液體(tǐ),要及時換油,必要時請(qǐng)洗油(yóu)箱。有些泵(bèng),在級間氣道裏會沉積泵液,為(wéi)取得好的換油效果(guǒ),要設法把沉積泵液排出。
極限壓力是用座式壓縮式水(shuǐ)銀真空計測量的。
用經校準的熱偶真空(kōng)計等全壓力計測量時,測得值(zhí)會增加。注意熱偶真空計的規管要配對校準。建議備用一(yī)隻(zhī)同時校準的(de)規管,以備懷疑規管汙染(rǎn)失真時進行對比(bǐ)。
極限壓力升高會(huì)使高真空時段(duàn)的抽氣效率下降,也會使極限全壓力升高。可以參(cān)照上述介紹來判(pàn)斷、檢查、處(chù)理抽氣效(xiào)率下降和極限全壓力(lì)升高的故障。
6.7噪聲。泵的(de)結構設計,電機與泵軸承的噪聲(shēng),旋片等運動件是否滑暢、進油(yóu)量太(tài)多、風扇、傳動件(jiàn)產生的噪聲、進氣量大,開氣鎮(zhèn)運轉、擋油板等泵內零件鬆動,安裝不平等引起振動,都會影(yǐng)響泵(bèng)的噪聲。
6.8噴油。防(fáng)止噴油(yóu)用的油盒回油孔的大小(xiǎo)、位置、密封狀況,擋油板的設計、安裝,排氣口部分的減霧器、擋油帽、氣分離器,油位的高(gāo)低,進(jìn)油量的大小,都會影響泵的噴油,泵門敞開抽大氣時,直聯泵排氣口的氣流速度可以高達30m/s,吹開油麵(miàn)時,泵內的循環油和氣流帶出的油就將考驗防止噴(pēn)油的各(gè)項措施。
7、其他。有些泵有油泵,有油分離器,有油路上的單向閥,有消霧器,有入口過(guò)濾(lǜ)器(防油蒸汽返流用),有入口灰(huī)塵過(guò)濾器(qì)等(děng)部件(jiàn)或附件,也要進(jìn)行檢(jiǎn)查。油泵失效將使(shǐ)泵的潤滑和(hé)密封失效,消霧器失效,有可能使排氣壓力升高,功率加大(dà),損壞電機,入口過濾器失效可使進氣阻力增大(dà),抽速下降,抽氣效率下降。
8、清洗。不宜浸洗,以免洗(xǐ)液進入拚接轉了內部,不(bú)易排出。
9、拆(chāi)裝。要按照使用(yòng)說叫書推薦和規定有序進行,記好位置,合理擺放,以免錯裝。
以上介紹希(xī)望能對生(shēng)產、使用和維修人員提供有益的參考。