2023/04/17
羅茨真空泵有干式(純抽吸氣體)和濕式(可抽吸氣水混合物)兩種。
一般在重工業部門和物理實驗室里多用干式(要與前級泵組合使用);在輕工業和食品品等工業部門多用濕式(不帶前級泵只帶穩壓箱)而直排大氣。
這種泵具有效率高、能耗低、噪音小、結構簡單、布置合理、操作簡便、維修周期長等優點,使用范圍越來越廣。
01、羅茨泵工作原理
羅茨泵是一種無內壓縮的真空泵,通常壓縮比很低,故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵是靠泵腔內一對葉形轉子同步、反向旋轉的推壓作用來移動氣體而實現抽氣的真空泵。
羅茨真空泵是指具有一對同步高速旋轉的鞋底形轉子的機械真空泵,此泵不可以單獨抽氣,前級需配油封、水環等可直排大氣。
它的結構和工作原理與羅茨鼓風機相似,工作時其吸氣口與被抽真空容器或真空系統主抽泵相接。這種真空泵的轉子與轉子之間、轉子與泵殼之間互不接觸,間隙一般為0.1~0.8毫米;不需要用油潤滑。轉子型線有圓弧線、漸開線和擺線等。漸開線轉子泵的容積利用率高,加工精度易于保證,故轉子型線多用漸開線型。
羅茨真空泵的轉速可高達3450~4100轉/分;抽氣速率為30~10000升/秒(1升=10-3米3);極限真空:單級為6.5×102帕,雙級為1×103帕。
羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結構和制造精度外,還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度,可將羅茨泵串聯使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。
由于轉子的不斷旋轉,被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內,再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態,所以,在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。但當轉子頂部轉過排氣口邊緣,v0空間與排氣側相通時,由于排氣側氣體壓強較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。
當轉子繼續轉動時,氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內,有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上,由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。在轉子之間,轉子與泵殼內壁之間,保持有一定的間隙,可以實現高轉速運行。
02、羅茨泵結構組成
羅茨真空泵的兩個轉子在泵體中如何布置,決定了泵的總體結構。國內外羅茨真空泵的總體結構布置一般有三種方案:
1、立式:兩個轉子的軸線呈水平安裝,但兩個轉子軸線構成的平面與水平面垂直,這種結構,泵的進排氣口呈水平設置,裝配和連接管道都比較方便。
但其缺點是泵的重心太高,在高速運轉時穩定性差,所以除小規格的泵外,采用這種結構型式的不太多。
2、臥式:兩個轉子的軸線呈水平安裝,兩個轉子軸線構成的平面成水平方向,這種結構的泵的進氣口在泵的上方,排氣口在泵的下方(也有與此相反的)。
下邊的排氣口一般為水平方向接出,所以進排氣方向是相互垂直的。排氣口接一個三通管向兩個方向開口,一端接排氣管道,另一端死或接旁通閥時使用。
這種結構的特點是重心低,高速運轉時穩定性好。國內外大中型泵多采用此種結構型式。
3、豎軸式:國外有的羅茨泵的兩個轉子軸線與水平面垂直安裝。
這種結構的裝配間隙容易控制,轉子裝配方便,占地面積小,但齒輪等傳動機構裝拆不便,潤滑裝置也較復雜。
當總體結構決定后,泵體本身的結構與形狀也就相應地決定了。
4、帶溢流閥的羅茨泵:為了防止超載引起事故,羅茨泵上裝有一個比較可靠的安全保護器,即在旁通管路上裝有一個溢流閥。排氣口處于規定壓力時,溢流閥是關閉的。
當其排氣口壓力超過規定壓力時,則溢流閥的閥門自動被頂開而產生溢流,排氣口壓力變正常后,溢流閥再自行關閉。
它能自動調節,也是泵的允許壓差裝置,因此溢流閥的最大好處是使羅茨泵能連同前級泵一起,在各種壓力范圍內能連續運轉。
采用這種設計,能使真空容器在粗真空狀態的抽氣停息時間可縮短30~50%。
對于比較大的泵,溢流閥安裝在泵體外邊的旁通管路上,在比較小的泵上,溢流閥則是裝在泵殼內的。
5.帶蒸汽冷凝器的羅茨泵:在需要抽吸蒸汽情況下,抽氣機組必須設計會使蒸汽冷凝的冷凝器,這個冷凝器可裝在泵之前或裝在泵之后,而不裝在羅茨泵的泵體上。
在某種情況下,冷凝器升華吸熱能夠減少羅茨泵發熱。
假設采用了復式冷凝器,在維修時可用適當的溶劑清除污垢,蒸汽就能順暢地在導管中流動。
03、羅茨泵的特點
1、在較寬的壓強范圍內有較大的抽速;
2、啟動快,能立即工作;
3、對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感;
4、轉子不必潤滑,泵腔內無油;
5、振動小,轉子動平衡條件較好,沒有排氣閥;
6、驅動功率小,機械摩擦損失小;
7、結構緊湊,占地面積小;
8、運轉維護費用低。
因此,羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業部門得到廣泛的應用。
04、注意事項
羅茨泵工作原理性能特點羅茨泵實質上與凸輪泵相同,但轉子是羅茨型的。它能輸送黏度為數萬厘泊的液體。
羅茨泵主要是有兩個旋轉方向相反的轉子位于泵體中,由一對同步齒輪傳動,對于羅茨泵的轉子,在泵體內是互相嚙合的,但具有間隙。
間隙大小主要取決于液體黏度。超過一定黏度范圍必須調整增大間隙。
1、羅茨泵經常檢查油位位置,不符合規定時須調整使之符合要求。以羅茨泵運轉時,油位到油標中心為準。
2、羅茨泵換油期限按實際使用條件和能否滿足性能要求等情況考慮,由用戶酌情決定。
一般新羅茨泵,抽除清潔干燥的氣體時,建議在工作100小時左右換油一次。待油中看不到黑色金屬粉末后,以后可適當延長換油期限。
3、羅茨泵經常檢查油質情況,發現油變質應及時更換新油,確保羅茨泵工作正常。
4、羅茨泵一般情況下,羅茨泵工作2000小時后應進行檢修,檢查桷膠密封件老化程度,檢查排氣閥片是否開裂,清理沉淀在閥片及排氣閥座上的污物。
清洗整個羅茨泵腔內的零件,如轉子,旋片,彈簧等.一般用汽油清洗,并烘干。對橡膠件類清洗后用干布擦干即可。清洗裝配時應輕拿輕放小心碰傷。
5、羅茨泵向軸承體內加入軸承潤滑機油,觀察油位應在油標的中心線處,潤滑油應及時更換或補充。
6、羅茨泵檢查羅茨泵管路及結合處有無松動現象。用手轉動羅茨泵,試看羅茨泵是否靈活。
7、羅茨泵重新裝配后應進行試運行,一般須空運轉2小時并換油二次,因清洗時在羅茨泵中會留有一定量易揮發物,待運轉正常后,再投入正常工作。
8、羅茨泵開動電機,當羅茨泵正常運轉后,打開出口壓力表和進口羅茨泵,視其顯示出適當壓力后,逐漸打開閘閥,同時檢查電機負荷情況。
9、羅茨泵盡量控制羅茨泵的流量和揚程在標牌上注明的范圍內,以保證羅茨泵在最高效率點運轉,才能獲得最大的節能效果。
05、羅茨泵的維修
1、故障現象:泵的抽氣量不夠
產生原因:
1)真空泵的轉速不夠;
2)密封不嚴,在進氣管路的連接處或軸封處漏氣;
3)泵的轉子與轉子、轉子外圓與泵殼,轉子端面與端蓋周的間隙過大,氣體返流量增大;
4)環境溫度或冷卻水的溫度過高。
排除方法:
1)如泵的轉速不夠,且抽氣量是與泵的轉速成正比,則泵的抽氣量就會下降。
這有兩種情況;一種情況是泵的轉速未配備好,也就是皮帶輪的直徑不合適,可更換皮帶輪,改變皮帶輪的直徑。
另一種情況可能是皮帶安裝不當、未張緊,皮帶打滑而降低了轉速,這可調節電機位置,使皮帶張到一定緊度。
2)查明何處漏氣,如是連接法蘭處漏氣,則可能是由于連接螺釘松動,墊圈壓破變質或者是法蘭面加工不平。
如是在軸封處漏氣,則有可能是密封皮碗未裝正或破裂,此時則更換皮碗并裝正。
若是填料密封的,可將扎進的填料掏出,更換新的,但填料的接口必須是斜面而互相搭接服貼,第一圈的接口必須與第二圈的接口錯開,不能在同一位置上。
3)若轉子與轉子型面間的間隙不均勻,在轉圈中處間隙大,另一處間隙小,這由于在裝配時同步齒輪的嚙合狀況未調整好,則這對同步齒輪之一的齒輪作輪轂固定,另一個齒輪的輪轂做成可以調節的,因為兩轉子的外型是共軛曲面,要互相正常嚙合。
與此同時,外端的傳動齒輪(同步齒輪)也要處于正常嚙合狀態,這樣輻子才能正常傳動。否則,即使能轉動,也可能出現在轉冠中,兩轉子間的間隙時大時小。
在這種狀態下,將可調齒輪連接輪轂的螺釘擰松并拔出定位銷釘,進行調節,便轉子的嚙合和齒輪的嚙合同時達到正常嚙合狀態,這時各處間隙就均勻了,重新擰緊螺釘,重鉸銷釘孔并裝上銷釘定位。
倘如轉子外徑與泵殼的間隙某處過大,則可擰松端蓋與泵殼的連接螺釘,拔出定位銷,進行調節,待各處間隙都均勻了,再擰緊螺釘,重鉸端蓋與泵殼的定位銷孔并裝上錐銷。
4)環境溫度升高則抽氣量就會降低,針對這種情況,盡量將注入水溫降低。
2、故障現象:真空度不夠高
產生原因:
1)進氣系統密封不嚴,有漏氣現象;
2)泵本身密封不嚴,在軸封處漏氣;
3)轉子與轉子或轉子與殼體的間隙過大,空氣溫度過高:
4)泵的進出口氣體介質的壓力差過大。
排除方法:
解決前3種故障的辦法與前述方法相同。其中,空氣溫度過高,會降低真空度,如果是濕式泵則可在進氣口處注入冷水,如果是干式泵則在出氣口加冷卻器,降低空氣溫度。
對4)款壓差過大的原因甚多,如是干式泵需檢查安全閥(溢流閥)是否失靈,如失靈出氣壓力可能偏高,如是濕式泵則可能是出口水封壓力過高或者是出口管徑過小、彎頭太多而增加了出口阻力所致,針對實際情況予以排除。
3、故障現象:停車后泵再啟動困難
產生原因:
有時泵在連續運行時,未發現有什么不正常的現象發生,一旦在短暫的時間內停止運轉,再啟動就感到困難,甚至不能啟動,這種現象的發生,如是濕式泵,則可能有下列原因:
1)泵殼內壁和轉于外表面水垢積沉太厚,將間隙堵死了;
2)在安裝或更換進氣管道時,未很好將管內清洗干凈,致使焊渣或其它硬雜物帶進了泵內;
3)轉子發生串位,轉于端部與端蓋發生了摩擦而增大了阻力;
4)轉子軸彎曲,轉子或同步齒輪咬死。
排除方法:
1)進入泵的冷卻水,有的是未經過處理的硬水,鈣質太重而在泵內產生沉積,尤其是未經處理的硬水又在泵內處于50-60℃溫度下工作,就更容易沉積而成為水垢堵塞了泵的間隙。
解決的辦法有二:一為機械法,就是用鏟刀或刮刀把水垢鏟除,另一辦法是采用化學的方法,可用濃度為5%~10%的鹽酸。
其中,用化學法清除垢結束后,須用蒸汽和水進行洗滌,以免設備被腐蝕。為了避免產生嚴重的結垢現象,冷卻水應該是經過處理的溫度在20℃以下的清潔冷水;
2)在裝管子之前,一定要將管內清理干凈,在有條件的場合,先將管內壁通擦干凈,而后用壓縮空氣吹洗;
3)取出轉子重新裝配,并查明原因何在,針對具體情況而予以適當處理
4)將轉子從泵殼中取出,并將其放在兩個平行而等高的刀口上或與此類似的支架上,用千分表檢查轉子軸是否有彎曲和彎曲度的大小和方向,如彎曲度小則用壓力機矯直,如彎曲度大則需更換。
4、故障現象:泵在運轉時噪聲增大
產生原因:
1)轉子與轉子或轉子與殼體之間艙間隙不均勻或不合適而發生了摩擦,在這種情況下噪聲則可劇烈增加;
2)同步齒輪嚙合不好,或齒間間隙過大,或者是齒輪箱內缺乏潤滑油,齒與齒處于干摩擦狀態,這時齒箱內的噪聲也會劇烈增加:
3)泵的轉速過高,工作介質(空氣和水)在泵腔內和穩壓箱中產生劇烈的碰撞,甚至泵還發生振動,當然噪聲也就增大了。
排除方法:
要仔細分析查聽,找出噪聲發源于何處,然后查出產生噪聲的原因,隨之降低噪聲的辦法也是有的。
1)如果轉子與轉子或轉子與泵殼發生摩擦而產生噪聲,這是完全可以測聽出來的,按照前面所述的調節轉子間隙的方法進行仔細調整,使其各個間隙都符合要求:
2)將同步齒輪中的一個,即輪轂是鑲上去的那個齒輪的輪轂連結螺釘擰松,并拔出定位銷,轉動齒圈,使其嚙合正常。按規定在齒輪箱內加足潤滑油,克服干摩擦現象,噪聲自然就降低了;
3)如果轉速確實過高,則可更換皮帶輪而降低轉速,或同時在穩壓箱的出口側添加一個消聲器。
版權所有:遼寧納太科技有限公司 電話:13418648576
地址:遼寧沈陽市沈北新區七星大街69-97號 ICP備案編號:遼ICP備2021001545號-1