随着我国工业的快速发展,真空泵的应用也越来越广泛。例如在塑料机械、农药化工、染料化工、低温设备医药化工、食品机械、电子行业、真空设备等领域。
为了让广大朋友们更好的全面了解真空泵,小编特别整理了一份关于真空泵特辑的详细资料,分别讲解了各种真空泵的工作原理详解、应用、维护、故障及解决措施。
真空泵的分类
按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分为两种类型,即气体传输泵和气体捕集泵。
随着真空应用技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽,大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求,因此选用不同类型真空泵组成的真空抽气机组进行抽气的情况较多。
为了方便起见,将这些泵按其工作原理或其结构特点进行一些具体的详细的分类是必要的。现分述如下:

气体传输泵
气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出,借以达到抽气目的的真空泵,这种泵基本上有两种类型:
1、变容真空泵
变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。气体在排出前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种:
1)往复真空泵:是利用泵腔内活塞做往复运动,将气体吸入、压缩并排出。因此,又称为活塞式真空泵。
2)旋转真空泵:是利用泵腔内活塞做旋转运动,将气体吸入,压缩并排出。旋转真空泵又有如下几种型式:
①油封式真空泵 :它是利用油类密封各运动部件之间的间隙,减少有害空间的一种旋转变容真空泵。这种泵通常带有气镇装置,故又称气镇式真空泵。按其结构特点分为如下五种型式。
a)旋片式真空泵:转子以一定的偏心距装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近,在转子槽内装有两个(或两个以上)旋片,当转子旋转时旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触,此旋片随转子一起旋转,可将泵腔分成几个可变容积。
b)滑阀式真空泵:在偏心转子外部装有一个滑阀,转子旋转带动滑阀沿泵壳内壁滑动和滚动,滑阀上部的滑阀杆能在可摆动的滑阀导轨中滑动,而把泵腔分成两个可变容积。
c)定片式真空泵:在泵壳内装有一个与泵内表面靠近的偏心转子,泵壳上装有一个始终与转子表面接触的径向滑片,当转子旋转时,滑片能上、下滑动将泵腔分成两个可变容积。
d)余摆线式真空泵:在泵腔内偏心装有一个型线为余摆线的转子,它沿泵腔内壁转动并将泵腔分成两个可变容积。
e)多室旋片式真空泵:在一个泵壳内并联装有由同一个电动机驱动的多个独立工作室的旋片真空泵。
②干式真空泵 :它是一种不用油类(或液体)密封的变容真空泵。
③液环式真空泵 :带有多叶片的转子偏心装在泵壳内,当它旋转时,把液体(通常为水或油)抛向泵壳形成泵壳同心的液环,液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小容积,故亦称旋转变容真空泵。
④罗茨真空泵 :泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子,转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。它属于旋转变真空泵。机械增压泵即为这种型式的真空泵。
2.动量传输泵
这种泵是依靠高速旋转的叶片或高速射流,把动量传输给气体或气体分子,使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。具体可分为下述几种类型。
1)分子真空泵:它是利用高速旋转的转子把能量传输给气体分子,使之压缩、排气的一种真空泵。它有如下几种型式:
①牵引分子泵 :气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量,被送到出口,因此,是一种动量传输泵。
②涡轮分子泵 :泵内装有带槽的圆盘或带叶片的转子,它在定子圆盘(或定片)间旋转。转子圆周的线速度很高。这种泵通常在分子流状态下工作。
③复合分子泵 :它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合式分子真空泵。
2)喷射真空泵:它是利用文丘里(Venturi)效应的压力降产生的高速射流把气体输送到出口的一种动量传输泵,适于在粘滞流和过渡流状态下工作。这种泵又可详细地分成以下几种:
①液体喷射真空泵 :以液体(通常为水)为工作介质的喷射真空泵。
②气体喷射真空泵 :以非可凝性气体作为工作介质的喷射真空泵。
③蒸气喷射真空泵 :以蒸气(水、油或汞等蒸气)作为工作介质的喷射真空泵。
3)扩散泵:以低压高速蒸气流(油或汞等蒸气)作为工作介质的喷射真空泵。气体分子扩散到蒸气射流中,被送到出口。在射流中气体分子密度始终是很低的,这种泵适于在分子流状态下工作。可分为:
①自净化扩散泵 :泵液中易挥发的杂质经专门的机械输送到出口而不回到锅炉中的一种油扩散泵。
②分馏式扩散泵 :这种泵具有分馏装置,使蒸气压强较低的工作液蒸气进入高真空工作的喷嘴,而蒸气压强较高的工作液蒸气进入低真空工作的喷嘴,它是一种多级油扩散泵。
4)扩散喷射泵:它是一种有扩散泵特性的单级或多级喷嘴与具有喷射真空泵特性的单级或多级喷嘴串联组成的一种动量传输泵。油增压泵即属于这种型式。
5)离子传输泵:它是将被电离的气体在电磁场或电场的作用下,输送到出口的一种动量传输泵。
气体捕集泵
这种泵是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上,从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵,有以下几种型式。
1)吸附泵
它主要依靠具有大表面的吸附剂(如多孔物质)的物理吸附作用来抽气的一种捕集式真空泵。
2)吸气剂泵
它是一种利用吸气剂以化学结合方式捕获气体的真空泵。吸气剂通常是以块状或沉积新鲜薄膜形式存在的金属或合金。升华泵即属于这种型式。
3)吸气剂离子泵
它是使被电离的气体通过电磁场或电场的作用吸附在有吸气材料的表面上,以达到抽气的目的。它有如下几种型式。
①蒸发离子泵 :泵内被电离的气体吸附在以间断或连续方式升华(或蒸发)而覆在泵内壁的吸气材料上,以实现抽气的一种真空泵。
②溅射离子泵 :泵内被电离的气体吸附在由阴极连续溅射散出来的吸气材料上,以实现抽气目的的一种真空泵。
4)低温泵
利用低温表面捕集气体的真空泵
各种真空泵的原理介绍、应用及故障
水环式真空泵
1.工作原理
水环真空泵(简称水环泵)是一种粗真空泵,它所能获得的极限真空为2000~4000Pa,串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机,称为水环式压缩机,是属于低压的压缩机,其压力范围为1~2×105Pa表压力。
由于水环泵中气体压缩是等温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用日益增多。

水环式真空泵工作原理如原理图:叶轮偏心地安装在泵体内,起动时向泵内注入一定高度的水作为工作液。
当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。
此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。
如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的与端面上的吸气口相通,在转动时容积由小变大,压强不断降低,当低于被抽容器的压强时,被抽气体不断被抽进来,当吸气终了时腔体则与吸气口隔绝。
当叶轮继续旋转时,腔与排气口相通,腔体由大变小,使气体不断被压缩,当气体的压强大于排气压强时,气体被排出泵外。水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于变容式真空泵。
2.水环式真空泵的基本类型与特点
水环泵按不同结构可分成如下几种类型:
1) 单级单作用水环泵: 单级是指只有一个叶轮,单作用是指叶轮每旋转一周,吸气、排气各进行一次。这种泵的极限真空较高,但抽速和效率较低。
2) 单级双作用水环泵: 单级是指只有一个叶轮,双作用是指叶轮每旋转一周,吸气、排气各进行二次。在相同的抽速条件下,双作用水环泵比单作用水环泵大大减少尺寸和重量。由于工作腔对称分布于泵轮毂两侧,改善了作用在转子上的载荷。此种泵的抽速较大,效率也较高,但极限真空较低。
3) 双级水环泵 :双级水环泵大多是单作用泵串联而成。实质上是两个单级单作用的水环泵的叶轮共用一根心轴联接而成。它的主要特点是在较高真空度下,仍然具有较大的抽速,而且工作状况稳定。
4) 大气水环泵: 大气水环泵实际是大气喷射器串联水环泵的机组。水环泵前面串联大气泵是为了提高极限真空,扩大泵的使用范围。
3.优缺点
水环泵和其它类型的机械真空泵相比有以下 优点 :
1)结构简单,制造精度要求不高,容易加工。操作简单,维修方便。
2)结构紧凑,泵一般与电动机直联,转数较高。用较小的结构尺寸,可以获得较大的排气量。
3)泵腔内没有金属摩擦表面,无须对泵内进行润滑。转动件和固定件之间密封可直接由水封来完成。
4)泵腔内压缩气体过程温度变化很小,可认为是等温压缩,故可以抽除易燃、易爆的气体。
5)由于没有排气阀及摩擦表面,故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体及气水混合物。
水环泵缺点 :
1)效率低,一般在30%左右,较好的可达50%。
2)真空度低。这不仅是因为受到结构上的限制,更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。
总的说来,由于水环泵具有等温压缩和用水作封液,可以抽除易燃、易爆及腐蚀性气体,还可以抽除含有灰尘和水分的气体等突出优点,所以得到了广泛的应用。
4.水环真空泵的应用
在 电力行业 中的应用:冷凝器抽真空、真空吸水、烟气脱硫、飞灰输送、涡轮机密封管排气、真空排气、排出地热气。
在 石油化工行业 中的应用:气体回收、气体回收、燃气升压、强化的石油回收、气体收集、原油稳定化、原油真空蒸馏、排气压缩、蒸汽回收/气体升压、过滤/除腊、尾气回收、聚酯生产、PVC生产、包装、循环气压缩、变压吸附(PSA)、生产、乙炔与氢气等易燃易爆气体压缩、原油减压蒸馏中的塔顶真空系统、真空结晶与干燥、真空过滤、各种物料的真空输送。
在 制药行业 中的应用:干燥 (托盘、旋转、翻转、锥形和冷冻干燥器)、再生产/反应堆干燥、蒸馏、除气、晶化/汽化、加注和/或材料转移。
在 纸浆和纸张生产 中的应用:黑液蒸发、粗浆洗浆机、石灰泥浆和过滤器、沉淀物过滤器、真空脱水机、原料和白水除气系统、调浆箱压缩机、吸水箱、伏辊、吸移辊和传递辊、真空压榨、毛布吸水箱、防吹箱。
在 塑料行业 中的应用:挤出机除气、定型台 (剖面)、EPS 发泡、干燥、气动输送装置、氯乙烯气体抽取和压缩。
在 器械 中的应用:蒸汽灭菌、呼吸装置、气褥、防护服、牙科仪、中央真空系统。
在 环保行业 中的应用:废水处理、沼气压缩、真空加水、废水净化/活性污泥箱氧化、鱼塘通风、垃圾产生气体回收(生物气体)、沼气回收 (生物气体)、废物处理机。
在 食品和饮料行业 中的应用:鲑鱼清洁机、矿泉水除气、色拉油及脂肪除臭、茶叶和调味品杀菌、香肠火腿生产、*草烟**制品湿化、真空蒸发器。
在 包装行业 中的应用:给包装袋充气,以充填货物、采用抽气方式带开袋子、运输包装材料和产品、贴附标签及包装带有胶水的物品、采用真空机械手抬高纸板箱,并对其进行组装、真空包装和换气包装(MAP)、PET容器生产、塑料颗粒的干燥、塑料颗粒的输送、挤出机除气、喷射模塑、注塑件的脱膜及处理、注塑件的干燥、瓶体吹塑、等离子处理,以设置隔离层、瓶体气动输送、充填与灌装 、贴标签、包装和制模、回收。
在 木材加工行业 中的应用:保持与抓举、木材干燥、木材保存、原木浸渍。
在 海运行业 中的应用:冷凝器排气、中央真空抽水、船用低压空气压缩机、涡轮机密封管排气。
在 设施处理 中的应用:烘干地板、水路管防腐保护、中央真空清洁系统。
在 冶金行业 中的应用:钢铁除气。
在 制糖工业 中的应用:制备CO2、污物过滤、在蒸发器与真空吸盘中的应用。
5.选择要点
1)水环式真空泵类型的确定
水环式真空泵的类型主要由所抽介质、工作所需的气量、真空度或排气压力而定。
2)水环式真空泵正常工作以后需要注意的有两点:
①尽可能要求所选真空泵的真空度要求在高效区间内,也就是在临界所需真空度或临界所需排气压力的区域内运行,这样才能保证真空泵能够按照需要的条件和要求正常工作。
应避免在真空泵最大真空度或最大排气压力范围附近运行。在这个区域内运行,不仅效率极低,而且工作很不稳定,容易使真空泵产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言,在此区域之内运行,往往还会发生汽蚀现象,产生这种现象的明显现象是真空泵内有噪音和振动。过大的汽蚀会导致泵体、叶轮等零部件的损坏,以致于真空泵无法正常工作。
由此可以看出,当真空泵所需的真空度或气体压力不高时,可以优先在单级泵中选取。如果对真空度或排气压力要求较高,单级泵往往不能满足,或者,要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量,即要求性能曲线在较高真空度时较平坦,可选用两级泵。如果真空度要求在-710mmHg以上,可选用罗茨水环真空机组作为抽真空装置。
②根据系统所需要的抽气量正确选择真空泵
如果选定了真空泵或者真空机组的类型之后,还需要要根据系统所需的抽气量来选用正确的型号。
各种型式的水环式真空泵,其特点如下:

6.水环式真空泵常见故障
1)真空泵度不够
可能原因:电机供电不足导致转速不够;供水量不足;叶轮与分配板之间的间隙过大;机械密封破损导致漏水漏气;叶轮磨损过多;循环水排不出。
排除方法:检查供电电压是否在电机额定的电压范围内;加大供水量(必须控制在正确的范围内,否则会导致电机超载发热);调小叶轮与分配板的间隙(一般在0.15—0.20mm);更换机械密封;更换叶轮;检查出水口的管路。
2)启动不了或者启动了噪音大
可能原因:电机供电电压不足;电机缺相运行;泵长时间没用导致锈蚀;泵内吸入杂物;叶轮拖分配板。
排除方法:检查供电电压是否过低;检查电机接线是否都牢靠;如果泵长时间没用导致锈蚀的可以加点除锈剂或者打开泵盖人为去除锈迹;打开泵盖去除杂物;调节叶轮与分配板的距离。
3)电机过热
可能原因:供水量过大导致电机超载;电机缺相;排气孔堵塞;叶轮拖动其他部件。
排除方法:减少供水量至正常范围(参照泵的使用说明书之供液量);检查接线是否牢固;检查排气口;打开泵盖调节叶轮与其他部件的间隙。
4)流量不足
可能原因:管路漏气漏液;阻力损失增加;
排除方法:检查连接处机械密封;检查管路及止回阀等有无故障。
5)真空泵机械密封泄露
a.机械密封拆卸不当
更替非能源端机封时,组装内中中发现动环上的密封O型圈没有装置好。O型垫圈本应装到动环座上的密封槽外面,而组装审查发现O型圈没有如此装置,而是错装于绷簧定位片外面,以致绷簧变形,彻底起不到轴向静密封的作用,以致泄露。
b.机封结冰水压力过大
机封动静环密书皮的贴合力是由动环上的绷簧强加的。当结冰水压力过大时,水压会作用在动静环上,因为静环是生动不动的,因而水压会激发动环,向静环相同的位置压缩绷簧,从而减弱或者对消动静环面的贴合力,招致密书皮泄露。
检修结束后给能源端机封通进结冰水试漏,进水阀翻开2/3以次,机封完整无漏,当水阀翻开胜于2/3之上时,机封涌现渗漏。三方初步断定是因为水压过大的起因造成的,提议待电机培修完后开机运行运用,进一步追踪查明其渗漏的真正起因。
c.动静环密书皮破裂
这是造成前多少次更替该泵机封泄露的重要起因。
能源端和非能源端机封是拆卸于同一轴上的,叶轮装置在轴的旁边,轴的两端装置轴承支持生动。
当共同更替能源端或非能源端机封时,相应端的轴承(轴承座)务必先组装下来能力存入旧机封,装上新机封,而此时所以轴和叶轮重力,失掉一端轴承支持的叶轮和轴管保往下塌,轴往无轴承端歪斜。
因为未拆一端的静环是用螺栓在泵端盖上生动不动的,而动环是生动在轴上与轴一起缭绕,另外因为静环内圈与轴配合间隙很小,当轴下塌歪斜时,会造成:
①未拆一端的动静环绝对位移,从而使动静环密书皮相互野鸡挤压,导致碎裂;
②轴间接压在未拆端静环内圈上,造成静环密书皮断裂或者破碎。
经过对前多少次更替作业的理解综合,以致一端更替好而另一端的机封就泄露的起因都是上述成分导致的。
咱们的作业人员实则也已思忖到了某个问题,只是采取的步骤不对罢了:前多少次更替都是运用笋瓜吊住拆装端的轴来预防轴的高低左右摆动,理论操作中证实这种吊装步骤是存在很大的失误的,尤其不实用于该类重型的真空泵机封装置。起因是吊点、笋瓜的张力难以彻底掌握好,很难防止轴的高低左右摆动。
6)真空泵盘车困苦起因
a.泵两端定位轴承间隙没有调整好
该泵两端的轴承都是采纳双列圆锥滚子轴承,双列圆锥滚子轴承两列内圈与外圈是锥面接触,内圈是能够从外圈中结合取进去的。
两列内圈之间有一个轴承间隙调整隔环,也就是轴承的原始游隙是靠两列内圈之间的隔环来掌握的,正常轴承出厂时其间隙就曾经调整好。
轴承拆卸在轴上,两列内圈中的一列顶在轴肩上,另一列靠锁紧背帽锁紧在轴上,锁紧后,两列内圈和隔环无须是严密的连在一起随着轴一起转动,外圈与轴承箱紧配合不动。
那末间隙调整隔环薄厚小于原始薄厚时,当锁紧背帽后,两列内圈与外圈产生无比规受力挤压,从而使轴承转动困苦或者无奈转动。
b.轴承内圈没装置到位
轴承内圈没有装置到位也会产生下面1)所述问题,起因是里外圈绝对轴向前后错位,造成两列内圈中的其中一列与外圈无比规受力挤压。
拆下能源端轴承时发现装置轴承地位的轴面上有很大的吃痕,综合断定轴承内圈没有彻底顶到轴肩上,这是导致此次盘车困苦的重要起因。
c.叶轮与泵两端面的间隙没调整好
水环式真空泵叶轮与泵体两端面的间隙是靠挪动两端轴承座来调整的。调整步骤是在轴承座与装置该轴承座的支架定位面之间加减垫片。
d.机封动静环密书皮破裂后相互卡帮
7.水环真空泵保养与日常维护
1)水环真空泵保养
a.应该常注意油位及油的洁净程度,新泵工作150小时换油一次,以后每2-3月换油一次。如果使用条件不好,真空下降时,可缩短换油时间。
b.应保持泵及泵房的干燥清洁。
c.经常注意冷却水和油的温度,最高不得超过85℃,冷却水进水温度不超过30℃,出水温度不超过5℃,且保持水质清洁。
2)水环式真空泵日常维护
a.在正常的工作中要注意检查轴承的工作和润滑情况,其温度(轴承和外圆处)比环境温度一般高出15℃~20℃为宜,最高不允许超过30℃~35℃,即轴承架外圆处实际温度不应超过55℃~60℃;正常工作的轴承每年应加油3~4次,每年至少清洗轴承一次,并将润滑油全部更换。
b.在正常工作中还要定期压紧填料,如果填料因磨损而不能保证所需要的密封性能时,应更换新填料。
如果采用机械密封,发现泄漏现象,应检查机械密封的动静环是否已损坏或是辅助密封老化,如出现上述情况,均需要更换新零件。
c.在出现特殊声音时,可拆下两端盖上的压板,查看叶轮两端面是否与分配器研伤,还可检查排气阀板是否正常。
3)日常保养中注意事项
a.定期检查水环真空泵管路及结合处有无松动现象。用手转动水环真空泵,试看水环真空泵是否灵活。
b.向轴承体内加入轴承润滑机油,观察油位应在油标的中心线处,润滑油应及时更换或补充。
c.拧下水环真空泵泵体的引水螺塞,灌注引水(或引浆)。
d.关好出水管路的闸阀和出口压力表及进口真空表。
e.点动电机,试看电机转向是否正确。
f.开动电机,当水环真空泵正常运转后,打开出口压力表和进口水环真空泵,视其显示出适当压力后,逐渐打开闸阀,同时检查电机负荷情况。
g.尽量控制水环真空泵的流量和扬程在标牌上注明的范围内,以保证水环真空泵在最高效率点运转,才能获得最大的节能效果。
h.水环真空泵在运行过程中,轴承温度不能超过环境温度35C,最高温度不得超过80C。
i.如发现水环真空泵有异常声音应立即停车检查原因。
j.水环真空泵要停止使用时,先关闭闸阀、压力表,然后停止电机。
k.水环真空泵在工作第一个月内,经100小时更换润滑油,以后每个500小时,换油一次。
l.经常调整填料压盖,保证填料室内的滴漏情况正常(以成滴漏出为宜)。
m.定期检查轴套的磨损情况,磨损较大后应及时更换。
n.水环真空泵在寒冬季节使用时,停车后,需将泵体下部放水螺塞拧开将介质放净。防止冻裂。
o.水环真空泵长期停用,需将泵全部拆开,擦干水分,将转动部位及结合处涂以油脂装好,妥善保存。
螺杆型干式真空泵
1.工作原理

螺杆泵的工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环,现以其中的一对齿来说明。

1)吸气过程
下图示出螺杆泵的吸气过程,所研究的一对齿用箭头标出。在图中,阳转子按逆时针方向旋转,阴转子按顺时针方向旋转。图中的转子端面是吸气端面。

螺杆真空泵的吸气过程
图a示出吸气过程即将开始时的转子位置。在这一时刻,这一对齿前端的型线完全啮合,且即将与吸气口连接。
随着转子开始转动,由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积,这个齿间容积的扩大,在其内部形成了一定的真空,而此齿间容积又仅与吸气口连通,因此气体便在压差作用下流入其中,如图b中阴影部分所示。
在随后的转子旋转过程中,阳转子齿不断从阴转子齿的齿槽中脱离出来,齿间容积不断扩大,并与吸气孔口保持连通。
吸气过程结束时的转子位置如图c所示,其最显著的特点是齿间容积达到最大值。随着转子的旋转,所研究的齿间容积不会再增加。齿间容积在此位置与吸气孔口断开,吸气过程结束。
2)压缩过程
下图示出螺杆泵的压缩过程。图中的转子端面是排气端面。在这里,阳转子沿顺时针方向旋转,阴转子沿逆时针方向旋转。

螺杆真空泵的压缩过程
图a示出螺杆泵压缩过程即将开始时的转子位置。此时气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中,齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减小。
随着转子的旋转,齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小。被密封在齿间容积中的气体被占据体积也随之减小,导致压力升高,从而实现气体的压缩过程,如图b所示。压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前。如图c所示。
3)排气过程
下图示出螺杆泵的排气过程。齿间容积与排气孔口连通后,即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小,具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出,如图a所示。
这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合,如图b所示。此时,齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出,封闭的齿间容积的体积变为零。

螺杆真空泵的排气过程
2.干式螺杆真空泵特征
①可靠性高。螺杆式干式真空泵零部件少,没有易损件,因此它运转可靠,寿命长。
②操作维护方便。
③动力平衡性好。螺杆式干式真空泵没有不平衡的惯性力,机器可平稳地高速运行。
④适应性强。螺杆式干式真空泵具有强制输气的特点,在宽广的压力范围内能保持较高的抽速,排气量几乎不受排气压力的影响.
⑤多相混输。由于螺杆式干式真空泵转子齿面间留有微小间隙,因而可抽除腐蚀性、有毒、含有粉尘、可凝性蒸汽等多种气体。

3.螺杆式干式真空泵的应用
螺杆式干式真空泵广泛应用于电子、核能、化工、医药、食品工业等领域。在半导体工业中用于生产芯片、制造液晶显示器、蚀刻、生产PLASMA的CVD制程。
在核工业中用于核反应堆及核工业真空获得;化工上用于真空蒸馏及溶剂萃取高效回收溶剂,在脂肪酸生产中用来消除水污染,清除喷射器中的阻塞物;医药工业中用于回*药收**液及药物中间体,为人造器官生产提供清洁无菌条件,回收气体消毒剂;食品工业中用于香料、香精浓缩,食品包装等。应用范围极为广泛。具体如下:
具体应用:干燥处理、真空蒸馏、分子蒸馏、溶剂的回收、油气回收、工厂普通真空、电子、真空镀膜、航空、核工业领域能够抽除普通空气,易燃易爆气体、腐蚀性气体,尤其能满足对获得清洁真空要求较高的环境。
具体应用:真空镀膜、真空蒸馏、真空干燥、拉单晶、特气制造、离子刻蚀等。
纺织、冶金等行业 在氨纶、芳纶、纤维、冶金等相关工艺中应用干式真空泵。
具体应用:真空脱泡、VOD真空吹氧脱碳法等。
一类是以 半导体行业 为代表,要求真空泵向被抽空间内的返流为零,以保护工件免受污染。对半导体行业中应用的真空系统的要求大体分为三个等级。
①清洁条件下的抽气,只抽干空气或含少许水蒸汽的空气;
②中等条件下的抽气,抽除工艺过程的反应气体,但无固体颗粒物;
③恶劣条件下的抽气,抽除化学反应物(有毒甚至致癌)及固体颗粒物。
另一类是以 石化行业 为代表,要求真空泵能大量抽除可凝性气体,或腐蚀性气体,或有毒气体,或含有微尘的气体。螺杆式干式真空泵广泛应用于电子、核能、化工、医药、食品工业等领域。
4.干式螺杆真空泵的操作方法
1)开机前的检查与准备
①检查真空泵各个部件是否齐全;
②在不同油位视镜处检查油位,确认油位在油位视镜中线偏上约3mm处;
③检查确认真空机组各个阀门的状态;
a.工艺入口阀关闭
b.入口过滤器排污阀关闭?
c.出口管线畅通,出口管排污阀打开
d.冷却水入口管线和出口管线阀门打开
e.氮气线阀门打开,吹扫气压力为0.5bar,氮封气压力为3bar,吹扫阀关闭
2)干式螺杆真空泵的开机操作步骤
a.现场与中控联系,确认可以启动,通过现场操作柱启动按钮启动真空泵;
b.关闭出口管排污阀;
c.检查或调节氮封气流量,确认流量在2.5——3L/min;
d.打开吹扫阀,确认流量计流量调至最大,吹扫5——10分钟后,关闭吹扫阀;
e.打开工艺入口阀,切入系统;
f.真空泵运转过程中,注意观察机体温度,可通过温度调节阀调节水量来控制温度(温度调节阀位于0刻度时水量最大,位于5刻度时水量最小),要求温度尽量控制在50——75℃,确保不超过80℃。
3.螺杆真空泵的停机操作步骤
a.关闭工艺入口阀,切出系统;
b.打开吹扫阀,吹扫20——40分钟后,关闭吹扫阀;
c.通过现场操作柱停止按钮停机;
d.关闭氮气阀门;
e.关闭冷却水阀门;如冬季长期不用,需排净机体及管线内的冷却水以防冻;
f.打开出口管排污阀和入口过滤器排污阀,检查是否有冷凝液。
5.干式螺杆真空泵常见故障及处理方法

6.干式螺杆真空泵安装注意事项
1)螺杆泵在初次启动前,应对集泥池、进泥管线等进行清理,以防止在施工落下的石块、水泥块及其他金属物品进入*碎机破**或泵内。
平时启启动前应打开进出口阀门并确认管道通畅后方可动作,对正在运转的泵在巡视中应主要注意其螺栓是否有松动、机泵及管线的振动是否超标、填料部位滴水中否在正常范围、轴承及减速机温度是否过高、各运转部位是否有异常声响。
2)作为螺杆泵,它所输送的介质在泵中还起对转子的冷却及润滑作用,因此是不允许空转的,否则会因磨擦和发热损坏定子及转子,在泵初次使用之前应向泵的吸入端注入流体介质或者润滑液,如甘油的水溶液或者稀释的水玻璃、洗涤剂等等,以防初期启动时泵处于磨擦状态,在污水处理行业有时会发生污泥或者浮渣中的大块杂质(如包装袋等)将吸入管道堵塞的情况,应昼避免这各种现象的出现,如不慎发生此类情况应立即停泵清理,以保护泵的的安全运行。
3)泵和电机安装的轴度精确与否,是泵地否平衡运转的首要条件。虽然泵在出厂前均经过精确的调定,但底座安装固定不当会导致底座扭曲,引起同轴度的超差,因此在首次运转前,或在大修后应校验其同轴度。
4)基座螺栓及泵上各处的螺栓, 在运行过程中,基座螺栓的松动会造成机体的振动、泵体移动、管线破裂等现象,因此对基座螺栓的经常紧固是十分必要的,对泵体上各处的螺栓也应如此,.在工作中应经常检查电机与减速机之间、减速机与吸入腔之间以及吸入腔与定子之间的螺栓是否牢固。
往复式真空泵
1.工作原理
往复式真空泵(又称活塞式真空泵),属于低真空获得设备之一,它的极限压力一般在1330~2660P 往复式真空泵(简称往复泵)又名活塞式真空泵,属于低真空获得设备之一。

它与旋片式真空泵相比较,它能被制成大抽速的泵;与水环式真空泵相比,效率稍高。这类泵的主要缺点是结构复杂,体积较大,运转时振动较大等。

上图为往复式真空泵的工作原理图,往复式真空泵的主要部件是气缸及在其中作往复直线运动的活塞,活塞的驱动是用曲柄连杆机构(包括十字头)来完成的。
除上述主要部件外还有排气阀和吸气阀等重要部件,以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。
运转时,在电动机的驱动下,通过曲柄连杆机构的作用(旋转运动转变成直线运动),使气缸内的活塞作往复运动。
当活塞在气缸内从左端向右端运动时,由于气缸的左腔体积不断增大,左腔空间的压强不断的降低,当左腔空间内的压强低于被抽容器内的压强,根据气体压强平衡的原理,被抽容器内的气体经过吸气阀不断地被抽进左腔,此时正处于吸气过程。
当活塞达到最右位置时,气缸左腔内就充满了气体。接着活塞从右端向左端运动,此时吸气阀自动关闭。气体随着活塞从右往左运动而逐渐被压缩。当气缸内的气体达到排气压力时,此时排气阀被打开,气体被排出,完成了一个工作循环。
当活塞在从左端向右端运动时,重复上述循环,如此反复下去,被抽容器内最终达到某一稳定的平衡压力为提高抽气效率,一般在气缸的两端均设有吸气阀和排气阀,然后用管路将气缸两端的吸气口和排气口并联起来。
2.W型往复式真空泵的结构组成
W型往复式真空泵的结构由两个主要部分组成;
1)W型往复式真空泵机械传动部分和气体流通部分。机械传动部分整个结构原件装在一个封闭的机体内,曲轴被支承在机体两旁的圆锥滚子轴承中。
2)W型往复式真空泵曲轴一端装有一个大带轮,以驱动传动部分。连杆把曲轴的轴颈和十字头连接起来。活塞杆的一端旋入十字头的螺孔中,另一端装在活塞的锥孔并以螺母固定之。
3)W型往复式真空泵电动机和装在轴上的小带轮通过三角胶带带动曲轴旋转,这样通过连杆和十字头的作用,使活塞在气缸中作往复运动。
4)W型往复式真空泵连杆曲轴机构在机体内运动时,使油池中的润滑油飞溅以润滑轴承、曲轴颈、十字头和滑道等磨擦表面。为了便于检查和维修传动机构,机体两侧和后面装有可拆卸的门盖,在后盖上装有油窗以批示机体内油池的油面高度
3.w型往复式真空泵的应用
w型往复式真空泵已被广泛应用于各种工业部门,例如化工或食品工业中的真空蒸馏、蒸发、结晶、干燥和过滤,真空冶金工业中的除气,电气工业上的浸渗等。
不适用于抽除含氧过高的、有爆炸性的、对金属有腐蚀性的、与泵油会起化学反应的以及含有颗粒尘埃的气体,也不适用于把气体从一个容器输送到另一个容器,作输送泵用。所以化工、制药行业选型要谨慎。
4.往复式真空泵选型须知
往复式真空泵产品名称与型号,往复式真空泵管道口径,往复式真空泵使用扬程(m),往复式真空泵电机功率(KW),往复式真空泵电机转速(r/min),往复式真空泵电压〔V〕,往复式真空泵使用的吸程(m),往复式真空泵使用的介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性。
5.往复泵在使用中应注意的问题
1)使用场所要清洁,环境10~30OC 为宜;
2)只能用于抽清洁干燥的空气,不能抽潮湿及有腐蚀性的气体,若抽后面这类气体时,泵的入口应安装冷凝器,以防损坏真空泵;
3)冬季若环境温度低于0℃时,在停泵后需将泵的冷却水套中的水放净,以防冻裂;
4)泵运转1000h 后;需检查泵的易磨损件,如活塞、活塞环、偏心圈、十字头等,发现损坏,及时更换。
6.往复式真空泵常见故障及其消除方法

7.往复式真空泵的日常维护要求
往复式真空泵是一种活塞式往复泵,因为具有抽气量大、真空度较高,所以使用于食品、化工等行业,但因为材质有限,往复泵不可以抽含有腐蚀性的气体。
所以,在使用过程中要求使用者要按照规定的要求来操作,注意内容如下:
1)设备周围环境应保持清洁、干燥,通风良好。
2)检查冷却水路是否畅通。
3)检查往复真空泵各润滑部位的润滑油是否符合规定。
4)每班必须检查各部紧固螺栓,不得有松动现象,并进行必要的紧固。
5)经常检查真空罐中的液位是否正常有效。
6)随时检查真空表、电流表的读数是否正常。
7)随时注意观察设备运转有无异常声响或振动,必要时可报告有关部门进行状态。
8)操作人员必须严格按往复泵《操作规程》进行操作,巡回检查发现问题必须及时处理。
往复式机械真空泵的检修与往复式压缩机大同小异。往复式真空泵是一种干式真空泵。所以操作时必须采取有效措施。以防所抽吸气体,带有液体,否则可能会造成严重的设备事故。
往复式真空泵开车后,应逐渐关闭三通阀门,使泵的进气管与被抽容器逐渐接通:当泵达到极限真空时,检查电机电流负荷应稳定。
泵在正常运转中,各部位都应得到必要的良好润滑;冷却水的进出口温差约为50C,最高水温不超过400C。泵停车时,应先关闭进气阀门。切断电源;关闭油杯针阀。停车10min后关闭冷却水;当室温低于0℃时,必须放净冷却水。以免冻坏汽缸。
要经常检查V带的松紧程度和冷却水是否有渗漏,如有异常应及时处理。检查轴承、偏心圈、十字头等部位。如有过热或严重磨损等。应及时进行检修。检查活塞杆、气阀杆的密封圈。如有泄漏应及时更换。
旋片式真空泵
1.工作原理
旋片泵的旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分,当转子按箭头方向旋转时,与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的,正处于吸气过程。
而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的,正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的,正处于压缩过程。

由于空间A的容积是逐渐增大(即膨胀),气体压强降低,泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强,因此将气体吸入。
当空间A与吸气口隔绝时,即转至空间B的位置,气体开始被压缩,容积逐渐缩小,最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时,排气阀被压缩气体推开,气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转,达到连续抽气的目的。
如果排出的气体通过气道而转入另一级(低真空级),由低真空级抽走,再经低真空级压缩后排至大气中,即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担,因而提高了极限真空度。
2.旋片式真空泵的结构说明
旋片式真空泵是一种容积泵,它借助于旋片在泵腔中连续运转将气体吸入并压缩,最后由排气口排出。
泵主要由定子、转子、旋片等组成,转子被偏心地装入定子腔内。转子槽中有两块旋片,旋片弹簧置于两旋片之间。定子上的进、排气口被转子和旋片分离为两部分。
当转子在定子腔内旋转时,旋片在弹簧张力与本身离心力的共同作用下其端部紧贴于泵腔内壁滑动,周期性地将进气口侧的腔内容积扩大而吸入气体,同时逐渐缩小排气口的容积,将已吸入的气体压缩,然后从排气口排出从而达到抽气的目的。
3.旋片式真空泵的特点及适用范围
1)特点 :
真空泵吸气口安装有金属丝网的粗过滤器。能防止固体的外来尘粒吸入泵腔。油分离器内安装有高效油气分离效果的排气过渡器。停泵时,内置于吸气口的吸气阀使泵与被抽系统隔离,防止油返入被抽系统。泵由空气冷却。XD旋片真空泵所有的泵均由直联的电动机通过弹性联轴器驱动。
2)适用范围 :
a.真空泵适用于密闭系统的抽真空使用。如真空包装、真空成形、真空吸引。
b.入口压力范围:100Pa—100000 Pa,超出此范围工作真空泵排气口将有油雾产生。XD型旋片式真空泵工作环境温度和吸入气体温度应在5℃~40℃之间。
c.真空泵不能抽除水或其它液体。不能抽除易爆、易燃、含氧量过高的、腐蚀性的气体。
d.一般供应的电动机不防爆,如要求防爆或其它特殊要求时电动机必须符合相关的标准。
4.旋片式真空泵的应用
其工作压强范围为101325-1.33×10-2(Pa)属于低真空泵。它可以单独使用,也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。
旋片式真空泵是抽除气体的基本设备之一,它可单独使用,也可与增压泵、扩散泵、分子泵等超高泵连接在一起作为前级泵使用。
旋片式真空泵是用以抽除特定密封容器内的气体,使该容器获得一定真空的基本设备,由于现代科学技术的高度发展,旋片真空泵的应用遍及各个科学领域和各种企业事业单位,可供冶金、化工、轻工、石油、医疗、制药、印染、电器、电真空、半导体、食品、原子能、纺织等科研机关、大专院校、工矿企业作科研和生产与教学之用。并广泛在榨油机上使用。
由于旋片真空泵是用黑色金属制造,而且比较精密,整个泵的工作都是联系在一起的,所以旋片真空泵不适用于抽除含氧过高的、有毒的、有爆炸性的浸蚀黑色金属的和对真空油起化学作用的各种气体,也不可做为压缩机和输送泵使用。如有气镇装置的泵,可抽除一定地的可凝汽体。
5.旋片式真空泵的使用
启动前先检查水冷泵的冷却水是否接通,当环境温度较低时,可用手搬动皮带轮,使泵腔内的油排入油箱。然后按动电机按钮送电,注意电源方向是否接反,泵旋转方向是否正确。
检查真空泵油量是否在油标线附近;接通被抽系统阀门时不要开得太快,防止大量喷油;运转中注意有无不正常的噪声和冲击声,注意泵的油温升高,有局部过热时立即停泵,防止卡泵或磨损。
停泵一定要从泵入口放大气(一般购买的机组都有自动放阀);断电后再断水。
6.性能特点
旋片真空泵是由旋片分隔的泵腔工作室容积周期性变化以实现抽气的真空泵,当采用工作液来进行润滑并填充泵腔死隙,分隔排气阀和大气时,即为通常所称的迅达真空泵的旋片真空泵,在性能上有如下特点:
1)体积小、重量轻、噪音低;
2)设有气镇阀,可抽除少量水蒸气;
3)极限真空度高;
4)内装强制进油,润滑充分,性能可靠;
5)设有自动防返油双重保险装置;
6)保持进气压强为1.33×10Pa时仍可连续运转;
7)不漏油、不喷油、不污染工作环境,排气装置有专配油雾收集器;
8)可以配备小口径转换接头和国际标准的KF接口。
7.旋片式真空泵的使用特点
抽气速率: 4~100L/S (升/秒)
极限压强: ≤6*10-2Pa (帕)
极限真空: ≤1.3Pa (帕)
气体类型: 常温无其它混合物的清洁干燥空气,不许有含其它粉尘及水分的空气。
工作要求: 进口压强在大于6500Pa时连续工作时间,不得超过3分钟以免喷油引起泵损。
工作要求: 进口压强在小于1330pa的条件下,允许长时期连续工作。
环境温度: 真空泵一般在不低于5℃的室温及不高于90%的相对温度的环境内使用。
8.旋片式真空泵操作时的注意事项
旋片式真空泵的转子以一定的偏心距装在泵壳内并与泵壳内表面的固定面靠近,在转子槽内装有两个(或两个以上)旋片,当转子旋转时旋片能沿其径向槽往复滑动且与泵壳内壁始终接触,此旋片随转子一起旋转,可将真空泵腔分成几个可变容积。在操作旋片式真空泵时要注意如下事项:
1)查看油位,以停泵时注油至油标中心为宜。过低对排气阀不能起封油作用,影响真空度。过高,会引起通大气启动时喷油。
运转时,油位有所升高,属于正常现象。油采用规定牌号的清洁真空泵油,从注油孔加入。加油完毕后,应旋上螺塞。油宜经过滤,以免杂物进入,堵塞油孔。
2)泵可在通大气或任何真空度下一次启动,泵口如装接电磁阀,应与泵同时操作。
3)环境温度过高时,油的温度升高,粘度下降,饱和蒸汽压会增大,会引起极限真空有所下降,特别是用热偶计测得的全压强。如加强通风散热,或改善泵油性能,极限真空可得到改善。
4)检查真空泵的极限真空以压缩式水银真空计为准,如计经充分预抽效验,泵温达到稳定,泵口与计直接接通,运转30分钟内,将达到极限真空。总压强计测得之值与泵油和真空计、规管误差有关,有时误差甚至可能很大,只能作参考。
5)如相对湿度较高,或被抽气体含较多可凝性蒸汽,接通被抽容器后,宜打开气镇阀,运动20~40分钟后关闭气镇阀。停泵前,可开气镇阀空载运动30分钟,以延长泵油寿命。
9.旋片式真空泵故障处理的方法
运转中的旋片式真空泵,如果操作不当,往往会出现故障,譬如旋片式真空泵真空度下降,喷油、冒烟、油封处漏油,噪音等情况,和泵内的真空泵油乳化等现象。
万一出现这种情况,首先不用恐慌,等停机以后根据故障一一排除。这里介绍几个排除故障的方法。
1)旋片式真空泵冒烟和喷油 :指旋片式真空泵在运转中排气口冒烟或者喷油。
故障1冒烟,如果是泵刚刚开始运转有冒烟的现象,那属于正常现象。如果长时间在冒烟就是不正常了。
排除方法:冒烟说明泵的进气口外,包括管道、阀门、容器有需要修理的情况主要是指漏气导致。检查漏的地方并处理后,冒烟会结束。
故障2 喷油,说明进气口外有大量的漏点,甚至是进气口暴露大气。
排除方法:封住泵的进气口使泵运转,如果不喷油的话,说明有漏点;排气阀片损坏,检查排气阀片是否有损坏,更换上新的排气阀片。
2)旋片式真空泵噪音: 这里指泵的噪音。
故障1 敲缸,旋片泵运行时发出不规律的声响,好像金属击打金属的声音。
这是旋片在击打泵体发出的声音。这种情况是配对旋片间的弹簧断或者收缩或弹出失效造成的。
排除方法:拆开泵体检查旋片弹簧是否损坏。更换好的弹簧。
故障2 排气阀片噪音,主要是泵的排气阀片破损。
排除方法:更换好的排气阀片。
3)旋片式真空泵真空度下降 :指当下测得的旋片式真空泵真空度比出厂指标或者以前使用时的真空度低。引起真空度低的原因有很多,这里介绍几种主要的情况。
故障1 这次加的真空泵油牌号和原来的不一样。不同牌号的真空泵油,由于饱和蒸汽压不一样,其结果也会不一样。
排除方法:根据产品的型号选用正确的真空泵油。
故障2 被抽气体中水蒸气和杂质含量太高导致真空泵油乳化变色或者过脏。
排除方法:放掉泵内的真空泵油,换上同类型的泵油,并设置过滤保证被抽气体中水蒸气和杂质不进入泵内。
故障3 被抽气体的温度可能过高。
排除方法:降低被抽气体的温度,或加一个相应的换热器。
故障4 泵内的油路不通或者不顺畅,泵腔内没有保持一定量的油量。
排除方法:查看油路是否畅通,并添加同类型的真空泵油。
故障5 内部件配合的间隙变大。这是长期被抽气体内含有粉尘等,造成旋片和定子之间磨损后的间隙增大。
排除方法:查看间隙是否过大,更换新的零部件。
滑阀式真空泵
滑阀式油封机械泵(简称滑阀泵)同旋片泵一样,也是一种变容式气体传输泵。其和范围和使用条件与旋片泵基本相同。
这种泵亦分单级泵和双级泵两种,有立式和卧式两种结构形式。

滑阀泵的结构
1.泵体 2.泵轴 3.偏心轮 4.滑阀环5.滑阀杆 6.排气阀 7.滑阀导轨 8.进气管
这种泵主要由泵体及在缸内作偏心转动的滑阀所组成。在泵缸中,装有滑阀环(4),其内装有偏心轮(3)。偏心轮固定在轴(2)上,轴与泵缸中心线相重合。
在滑阀环上装有长方形的滑阀杆(5),它能在半圆形滑阀导轨(7)中上下滑动及左右摆动,因此泵缸被滑阀环和滑阀杆分隔为A,B两室,泵在运转过程中,由于A, B两室容积周期性地改变(极小与极大之间),从而达到抽气的目的。
双级型的滑阀泵,实际上是由两个单级泵串联起来的,它的高、低真空室在同一泵体内,有的是直接铸造成一个整体,有的是压入中隔板来把泵腔分为高、低两室。
但二者的前后两室均不直接有孔相通,而是高真空室把容器中的气体吸入经膨胀压缩后排到泵腔上部空腔,再由低真空室吸入经膨胀压缩过程排出泵外。
滑阀泵由于其结构特点,容量比旋片泵大得多,因此常常被用在大型真空设备上。滑阀泵有单级和双级两种型式。单级泵的极限压力对小泵≤0.6Pa,对大泵≤1.3Pa(均关气镇),双级泵的极限压力≤0.06Pa(关气镇)。抽速大于150L/s的滑阀泵多采用单级型式。
由于滑阀泵的旋转质量有较大的偏心,如果滑很好的质量平衡,在运转时会产生较大的振动。但泵旋转质心的运动轨迹是形状复杂的封闭曲线,因此很难实现对滑阀泵惯性力的完全平衡。做好滑阀的质量平衡,减少泵的振动一直是滑阀泵需要解决的一个重要课题。
2.滑阀式真空泵的结构特点
滑阀式真空泵是工业领域常用的一种油封式真空泵。区别于其他油封式真空泵,它最大的特点是通过滑阀式转子在泵浦内做机械运动,改变腔体容积来达到特定的抽气母的。
因此滑阀式真空泵也是一种容积式泵浦。与其他油封式真空泵一样也可以抽取一般性气体或含有少量可凝性气体,在不同领域的真空应用也较为广泛。
与一般旋片式真空泵一样,滑阀式真空泵也有单级与双极之分,当然根据它的结构特征还有立式和卧式两种不同的结构形式。单级滑阀式真空泵极限真空值一般可以抽到0.4^-1.3Pa,双级滑阀式真空泵的极限压力可以抽到6 X 10-2 ---10-'Pa的范围内。
在实际工业应用中,超过一般抽速超出150L/S的工艺要求的,通常采用单级式滑阀真空泵。
由于结构上的特点,使得这种泵具有能够长期在较高压强和较差的抽气条件下工作、使用寿命长等优点,在各个领域(例如真空冶炼、真空干燥、真空镀膜、真空浸溃等其他真空作业领域)都得到了广泛的应用。
由于滑阀泵耐用、可靠,能在恶劣的抽气环境下工作,因此它可以单.独使用,也可作为其他真空泵的前级泵。
滑阀泵有单级H型、双级2H型:滑阀式真空泵适用于抽吸空气及其他一般性气体,当使用气镇时,亦能抽吸含有掌上少量的可凝性气体(如水蒸汽)。
当抽吸含氧过高的、有爆炸性的、对黑色金属有腐蚀性的、对真空油起化学反应的气体时,应该附加装置。
本型泵可单独使用,也可作为扩散泵、油增压泵、罗茨泵等高真空泵的前级泵,相对于旋片式真空泵,H型滑阀泵比较耐用,使用寿命长。
该泵在真空镀膜、真空热处理、真空烧结、分子蒸馏、航空模拟试验使用较多。
3.滑阀真空泵特点
1)经过优化设计配重,振动少,噪声低。
2)轴承密封室单独供油,与泵腔隔开,避免了杂质进入轴承、密封过早损坏。
3)根据用户要求,可附带副油箱,达到冷却真空油分离杂质的作用。
4)除老式H-150外,电机均置于泵的上方,结构紧凑,占地面积少
4.滑阀真空泵的应用范围
广泛应用在航天、航空、原子、石油、化工、制药、电工、陶瓷、冶炼、新材料、真空热处理、真空镀膜等行业。
滑阀真空机组具有显著的节能效果,真空度高,高真空区间抽气量大,可广泛应用于电力工业的变压器、电线电缆、电容器的真空浸渍、真空干燥工艺中。
是真空镀膜、真空冶炼、真空热处理、真空滤油、冷冻干燥,航空模拟试验较理想的真空设备。如抽吸含有少量水蒸汽或少量粉尘的气体,应加装过滤装置。
5.滑阀真空泵的应用要点
滑阀泵虽然是一种老泵,但与旋片泵等比较,它具有允许工作压力高"(104Pa)、抽气量大、能在较恶劣环境下连续工作,经久耐用等突出优点,所以在真空冶炼、真空干燥、真空浸渍、真空蒸馏等行业得到广泛的应用随着真空应用范围越来越广泛,在真空干燥、真空浸渍、真空脱水、真空冶炼等行业用滑阀泵抽除气体都含有大量水蒸汽。
如果在真空泵中不能及时排除,就会污染真空泵油,造成真空泵抽气性能降低。尽管在泵上设置了气镇阀,认可降低泵的极限真空,用气镇方法抽除可凝性气体,但对于真空干燥、脱水、炼泥等水蒸汽含量高的抽气过程来说,用气镇方法并不理想,一般有以下方法可试用:
a滑阀泵与冷凝器配套使用。目前国内多数厂家采用这一方案。原理是将冷凝器串接在泵与被抽容器之间,把真空工艺设备中的大量水蒸汽用冷凝器捕捉成水,从而减少水蒸汽进入真空泵中的数量、降低泵油污染程度。如果适当调节冷凝器出口阀门流量和充分发挥真空泵上的气镇阀作用,可以取得较好的抽气效果。
b变滑阀泵为热泵。根据水的物理特性及相图原理,可将滑阀式真空泵改成热泵。这样.可在较高泵腔温度条件下,抽除大量可凝性水蒸汽。
其工作原理如下:用一套自动温度调节控制器,通过自动控制泵的冷却水流量来达到控制泵腔温度的目的。使得在抽气过程中,泵腔的温度始终控制在高于水的饱和蒸汽压温度,促使被抽气体中的大量水蒸汽能顺利排出。
为避免出现由于泵腔内温度较高,泵长期工作可能会出现的泵油变稀、真空度下降、运转零部件卡死等现象,在设计中可采用耐高温的泵油如(N-62或N-68)和耐高温轴承.加大运转零部件的间隙等。
6.滑阀泵的常见故障与消除方法
1)真空度不高:
a.泵有外漏。
b.油盒小孔有吸力,出现油雾:清洗虑油器,查油管、油泵。
c.泵油污染:开气镇阀运行1-2小时或更长,或换新油。
d.油量不足,油位太低:加油。
e.油温过高:加大水量,降低环境温度和吸入气体温度,消除咬合、润滑不良。
f.排气阀片损坏:换阀片。
g.排气阀弹簧损坏:换新。
h.泵内零件磨损,有异声,功率异常:拆检修理各转动零部件。
2)漏油 :查轴封,各密封部位,调整或换新。
3)噪声 :异常噪声:查有否异物落入泵腔,轴承、泵传动件有无损坏。清除、修整、换新。
4)喷油 :有油大量喷出:检查油位是否太高,如太高,放出;挡油罩组件,防喷油部件等是否完好。
5)振动 :振动很大:查底座是否垫实、紧固、基础是否足够。有否咬合、卡住的前期迹象,调整。
6)泵温异常轴承发热 :稍松皮带,查油路是否畅通,冷却水够否。油箱发热,排气阀过热:降低入口压力,加大冷却水量。
7)咬合卡死 :查有否异物落入,零件完好否,润滑是否足够,油量、油路、油泵。
8)电机电流过大或保险丝烧断 :检查电流过大原因,查保险丝容量,调整、换新。
7.滑阀泵的维修
1)滑阀泵拆泵的程序
a.放出冷却水和泵油,拆下皮带防护罩,卸下三角带和皮带轮;
b.拆油箱组件,拆分离器组件,拆滤油器组件,拆排气管,拆排气阀组件,拆进气管;
c.拆油管、油泵和油泵轴;
d.拆密封装置和轴承盖,拆左右两端盖及轴承,拆滑阀组件及导轨组件;
e.拆偏心轮、平键及轴。
2)装泵的注意事项
a.不能直接用铁锤敲打加工面,拆装时防止碰伤;
b.零件装配前清洗干净并烘干;
c.泵装好后密封处不得漏气、漏油。
d.泵修目完应进行全性能的试验,如其他条件不具备,至少应试验极限真空度。
罗茨真空泵
1.工作原理
罗茨泵在泵腔内,有二个"8"字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上,由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。
在转子之间,转子与泵壳内壁之间,保持有一定的间隙,可以实现高转速运行。
由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很低,故高、中真空泵需要前级泵。
罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外,还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度,可将罗茨泵串联使用。
罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转,被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内,再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态,所以,在泵腔内气体没有压缩和膨胀。
但当转子顶部转过排气口边缘,v0空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高,则有一部分气体返冲到空间v0中去,使气体压强突然增高。当转子继续转动时,气体排出泵外。

罗茨泵工作原理
2.罗茨真空泵的结构形式

1)泵总体结构型式
罗茨真空泵的泵体的布置结构决定了泵的总体结构。目前国内外的罗茨真空泵总体结构大致有三种型式:
a.立式结构的进、排气口水平设置,装配和连接管路都比较方便。但泵的重心较高,在高速运转时稳定性差,故这种型式多用于小泵。
b.卧式泵的进气口在上,排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接方便,可将排气口从水平方向接出,即进、排气方向是相互垂直的。
此时,排气口可以从左或右两个方向开口,除接排气管道一端外,另一端堵死或接旁通阀。这种泵结构重心低,高速运转时稳定性好。一般大、中型泵多采用此种结构。
c.泵的两个转子轴与水平面垂直安装。这种结构装配间隙容易控制,转子装配方便,泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便,润滑机构也相对复杂。仅见于国外产品。
2)泵的传动方式
罗茨真空泵的两个转子是通过一对高精度齿轮来实现其相对同步运转的。主动轴通过联轴器与电机联接。
在传动结构布置上主要有以下两种:其一是电动机与齿轮放在转子的同一侧如图。从动转子由电动机端齿轮直接传过去带动,这样主动转子轴的扭转变形小,则两个转子之间的间隙不会因主动轴的扭转变形大而改变,故使转子之间的间隙在运转过程中均匀。
这种传动方式的最大缺点是:a.主动轴上有三个轴承,增加了泵的加工和装配难度,齿轮的拆装及调整也不便;b.整体结构不匀称,泵的重心偏向电动机和齿轮箱一侧。
另一种是电动机和传动齿轮分别装在转子两侧。这种形式使泵的整体结构匀称,但主动轴扭转变形较大。为保证转子在运转过程中的间隙均匀,要求轴应有足够的刚度,轴和转子之间的联接要紧固(目前已有转子与轴焊或铸成一体的结构)。这种结构拆装都很方便,所以被广泛采用。
3.罗茨泵的特征
启动快,耗功少,运转保护费用低,抽速大、效力高,对被抽气体中所含的大批水蒸汽和灰尘不敏感,在100~1帕压力规模内有较大抽气速率,能敏捷消除忽然放出的气体。这个压力规模恰益处于油封式机械真空泵与分散泵之间。
因而,它常被串联在分散泵与油封式机械真空泵之间,用来进步两头压力规模的抽气量。这时它又称为机械增压泵。
1)在较宽的压力规模内有较大的抽速;
2)转子具备良好的几何对称性,故振动小,运转颠簸。转子间及转子和壳体间均有间隙,不必光滑,摩擦丧失小,可大大下降驱动功率,从而可完成较高转速;
3)泵腔内无需用油密封和光滑,可增加油蒸气对真空体系的净化;
4)泵腔内无收缩,无排气阀。构造简朴、紧凑,对被抽气体中的灰尘和水蒸汽不敏感;
5)收缩对比低,对氢气抽气后果差;
4.罗茨真空泵的应用
罗茨真空泵在石油、化工、塑料、农药、汽轮机转子动平衡、航空航天空间模拟等装置上得到了长期运行的考验,所以应该在国内大力推广和应用。
同时罗茨真空泵广泛用于真空冶金中的冶炼、脱气、轧制,以及、食品、医药工业中的真空蒸馏、真空浓缩和真空干燥等方面。真空泵配件为用于真空泵噪声治理的,真空泵消音器。
转子外表为外形较为庞杂的曲线柱面,加工和检讨对比艰难。罗茨泵近几年在海内外得到较快的开展。在冶炼、石油化工、电工、电子等行业得到了普遍的运用。
5.罗茨真空泵安装
1)罗茨真空泵应安装在干燥、通风良好和清洁的场所。
2)罗茨真空泵的环境温度为5-40℃。
3)罗茨真空泵应水平安装,其周围应留有充分的余地,便于日常检查、维护保养。装拆方便。
4)接通电源后,电机转向应符合泵上转向箭头所示。
5)连接被抽容器的管道应清洁.无杂质等异物,孔径不应小于泵口口径,长度宜短,以保证其有足够的通导能力,管道连接应密封不漏。
6)被抽气体应无颗粒状固体进入泵腔。
7)罗茨真空泵与前级泵连接应装弹性管以减少前级泵引起的震动。
8)电气设备必须有互锁保护装置,当前级泵停止工作时罗茨泵必须同时停止。
9)小泵可以直接启动,大泵须设启动器。
6.罗茨真空泵使用说明
新泵就位后先查看油位,齿轮侧油位以油面浸没3-5齿为宜,电机侧以油窗中心略高为宜,轴伸上油杯不应缺油,各部位润滑油均采用1号真空泵油。
1)罗茨真空泵启动程序
a.启动前级泵。
b.打开前级泵预抽官路商的阀门和罗茨泵进气口上的阀门。
c.待系统内的压力达到罗茨真空泵的允许压力后,关闭预抽阀门,起动罗茨真空泵,如无预抽管路及阀门,则待达到起动压力后起动罗茨真空泵,此过程亦可采用压力传感器自动控制,实现整个过程的自动化。
d.根据真空系统的实际情况,如果不是大的真空系统,则起动前级泵后即可起动罗茨真空泵。
如果是较大的真空系统,虽然带溢流阀的罗茨真空泵具有过载保护作用,但这种保护只是对电机的保护,罗茨泵本身仍可因为长时间工作在高压力下,而产生过热卡死,应待前级泵抽到一定压力后再起动罗茨泵。
2)罗茨真空泵停车程序
a.关闭罗茨真空泵进气阀。
b.从上到下逐级停罗茨真空泵,最后停前级泵,严禁搞错停车程序。
c.前级泵停车后,立即向前级泵进气口放气。
3)罗茨真空泵运转中的注意点
a.运转中必须按照罗茨真空泵的技术规格使用,在正常情况下,罗茨真空泵的入口压力在1330Pa以下,泵的最大压差不得高于其最大允许压差值。
b.注意电动机负荷和泵的各部位温升,在正常运转情况下,泵的最高温升不得超过40℃,最高温度不得超过80℃。如果选用水环泵作为前级泵时,有时因两泵抽速配比比较大时,可能使罗茨泵的温升有所提高,但泵的最高温度不得超过100℃。
c.运转中不应有不规则的异常振动和异常噪声。
d.如发现在运转中有电机过载,温升过高,声音异常,振动大等情时况,应立即停机检查原因,排除故障。
7.罗茨真空泵的保养
1)每天对油位进行检查,油位过高,使温度升高,油位过低,造成润滑不良。每月检查油的品质,如果变质须马上更换。
2)每天检查泵的温升,电机负荷及温升。
3)定期检查罗茨泵的轴承、油封、齿轮等部件,如有损坏应予更换。
8.罗茨真空泵的故障及排除方法
1)故障现象:泵的抽气量不够
产生原因:
a.真空泵的转速不够;
b.密封不严,在进气管路的连接处或轴封处漏气;
c.泵的转子与转子、转子外圆与泵壳,转子端面与端盖周的间隙过大,气体返流量增大;
d.环境温度或冷却水的温度过高。
排除方法:
a.如泵的转速不够,且抽气量是与泵的转速成正比,则泵的抽气量就会下降。
这有两种情况;一种情况是泵的转速未配备好,也就是皮带轮的直径不合适,可更换皮带轮,改变皮带轮的直径;
另一种情况可能是皮带安装不当、未张紧,皮带打滑而降低了转速,这可调节电机位置,使皮带张到一定紧度。
b.查明何处漏气,如是连接法兰处漏气,则可能是由于连接螺钉松动,垫圈压破变质或者是法兰面加工不平;如是在轴封处漏气,则有可能是密封*碗皮**未装正或破裂,此时则更换*碗皮**并装正;若是填料密封的,可将扎进的填料掏出,更换新的,但填料的接口必须是斜面而互相搭接服贴,第一圈的接口必须与第二圈的接口错开,不能在同一位置上。
c.若转子与转子型面间的间隙不均匀,在转圈中处间隙大,另一处间隙小,这由于在装配时同步齿轮的啮合状况未调整好,则这对同步齿轮之一的齿轮作轮毂固定,另一个齿轮的轮毂做成可以调节的,因为两转子的外型是共轭曲面,要互相正常啮合。
与此同时,外端的传动齿轮(同步齿轮)也要处于正常啮合状态,这样辐子才能正常传动。否则,即使能转动,也可能出现在转冠中,两转子间的间隙时大时小。
在这种状态下,将可调齿轮连接轮毂的螺钉拧松并拔出定位销钉,进行调节,便转子的啮合和齿轮的啮合同时达到正常啮合状态,这时各处间隙就均匀了,重新拧紧螺钉,重铰销钉孔并装上销钉定位。
倘如转子外径与泵壳的间隙某处过大,则可拧松端盖与泵壳的连接螺钉,拔出定位销,进行调节,待各处间隙都均匀了,再拧紧螺钉,重铰端盖与泵壳的定位销孔并装上锥销。
d.环境温度升高则抽气量就会降低,针对这种情况,尽量将注入水温降低。
2)故障现象:真空度不够高
产生原因:
a.进气系统密封不严,有漏气现象;
b.泵本身密封不严,在轴封处漏气;
c.转子与转子或转子与壳体的间隙过大,空气温度过高:
d.泵的进出口气体介质的压力差过大。
排除方法:
解决前3种故障的办法与前述方法相同。其中,空气温度过高,会降低真空度,如果是湿式泵则可在进气口处注入冷水,如果是干式泵则在出气口加冷却器,降低空气温度。
对(d)款压差过大的原因甚多,如是干式泵需检查安全阀(溢流阀)是否失灵,如失灵出气压力可能偏高,如是湿式泵则可能是出口水封压力过高或者是出口管径过小、弯头太多而增加了出口阻力所致,针对实际情况予以排除。
3)故障现象:停车后泵再启动困难
产生原因:
有时泵在连续运行时,未发现有什么不正常的现象发生,一旦在短暂的时间内停止运转,再启动就感到困难,甚至不能启动,这种现象的发生,如是湿式泵,则可能有下列原因:
a.泵壳内壁和转于外表面水垢积沉太厚,将间隙堵死了;
b.在安装或更换进气管道时,未很好将管内清洗干净,致使焊渣或其它硬杂物带进了泵内;
c.转子发生串位,转于端部与端盖发生了摩擦而增大了阻力;
d.转子轴弯曲,转子或同步齿轮咬死。
排除方法:
a.进入泵的冷却水,有的是未经过处理的硬水,钙质太重而在泵内产生沉积,尤其是未经处理的硬水又在泵内处于50-60℃温度下工作,就更容易沉积而成为水垢堵塞了泵的间隙。
解决的办法有二:一为机械法,就是用铲刀或刮刀把水垢铲除,另一办法是采用化学的方法,可用浓度为5%~10%的盐酸。
其中,用化学法清除垢结束后,须用蒸汽和水进行洗涤,以免设备被腐蚀。为了避免产生严重的结垢现象,冷却水应该是经过处理的温度在20℃以下的清洁冷水;
b.在装管子之前,一定要将管内清理干净,在有条件的场合,先将管内壁通擦干净,而后用压缩空气吹洗;
c.取出转子重新装配,并查明原因何在,针对具体情况而予以适当处理;
d.将转子从泵壳中取出,并将其放在两个平行而等高的刀口上或与此类似的支架上,用千分表检查转子轴是否有弯曲和弯曲度的大小和方向,如弯曲度小则用压力机矫直,如弯曲度大则需更换。
4)故障现象:泵在运转时噪声增大
产生原因:
a.转子与转子或转子与壳体之间舱间隙不均匀或不合适而发生了摩擦,在这种情况下噪声则可剧烈增加;
b.同步齿轮啮合不好,或齿间间隙过大,或者是齿轮箱内缺乏润滑油,齿与齿处于干摩擦状态,这时齿箱内的噪声也会剧烈增加;
c.泵的转速过高,工作介质(空气和水)在泵腔内和稳压箱中产生剧烈的碰撞,甚至泵还发生振动,当然噪声也就增大了。
排除方法:
要仔细分析查听,找出噪声发源于何处,然后查出产生噪声的原因,随之降低噪声的办法也是有的。
a.如果转子与转子或转子与泵壳发生摩擦而产生噪声,这是完全可以测听出来的,按照前面所述的调节转子间隙的方法进行仔细调整,使其各个间隙都符合要求;
b.将同步齿轮中的一个,即轮毂是镶上去的那个齿轮的轮毂连结螺钉拧松,并拔出定位销,转动齿圈,使其啮合正常。按规定在齿轮箱内加足润滑油,克服干摩擦现象,噪声自然就降低了;
c.如果转速确实过高,则可更换皮带轮而降低转速,或同时在稳压箱的出口侧添加一个消声器。
本文声明 | 本文章仅限学习交流使用,如遇侵权,请及时联系我们删除。本文章不代表马德宝真空设备集团的任何见解。