溫州弘凌泵閥有限公司
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旋片式真空泵介紹
時間:2018-3-30 15:08:03來源:http://www.mcummm.cn作者:弘凌泵閥
旋片式真空泵是利用轉(zhuǎn)子和可在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)滑動的旋片的旋轉(zhuǎn)運動以獲得真空的一種變?nèi)輽C械真空泵。當(dāng)采用工作液來進(jìn)行潤滑并填充泵腔死隙,分隔排氣閥和大氣時,即為通常所稱的油封旋片真空泵。無工作液時,即為干式旋片式真空泵,將另頁介紹。在油封旋片真空泵中,國內(nèi)習(xí)慣上稱皮帶傳動的為旋片式真空泵,而把泵與電機直接連接或用聯(lián)軸器連接的稱為直聯(lián)旋片真空泵。在每種泵中,又有單級和雙級之分。在單級泵中,由于選用的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)不同,泵的極限壓力和用途也不同。
它們的共同特點是結(jié)構(gòu)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(zhì)量較小,維護(hù)簡便,雙級泵的極限壓力為6×10-2~l×10-2Pa,一種單級泵可達(dá)4Pa左右,另一種單級泵為50~200Pa左右。
自1909年蓋德(W.Gaede)發(fā)明旋片泵并取得德國專利,1936年又發(fā)明氣鎮(zhèn)泵,1941年取得專利以來,旋片式真空泵得到廣泛應(yīng)用和不斷完善。60年代末,國際上出現(xiàn)了提高轉(zhuǎn)速,直聯(lián)的小型化趨勢,70年代初出現(xiàn)了直聯(lián)系列產(chǎn)品,到80年代初,又推出了改進(jìn)的系列產(chǎn)品,有多種可供用戶選配的附件,可以保護(hù)泵,或保護(hù)環(huán)境,泵本身結(jié)構(gòu)也有改進(jìn)而使可靠性提高。
在泵的結(jié)構(gòu)方面,為了能在停泵時防止返油,有的設(shè)有能自動切斷油路的止回閥,有的設(shè)有進(jìn)氣通道截止閥,有的為了能在泵開氣鎮(zhèn)運轉(zhuǎn)突然停電時自動切斷氣路來保持泵口處于真空狀態(tài)而設(shè)有油泵和控制結(jié)構(gòu)。在附件方面,有消霧器、氣味過濾器、阻擋碎玻璃等雜物用的人口過濾器、灰塵過濾器、蒸汽凝結(jié)阱、化學(xué)阱,有控制泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護(hù)泵的溫控水量調(diào)節(jié)閥。到了80年代末,90年代初,又推出了油過濾器、能監(jiān)視油溫、油壓、油質(zhì)等的電子顯示器,甚至可以與計算機聯(lián)結(jié),進(jìn)行自動控制,采用強制潤滑和風(fēng)冷,使泵的連續(xù)工作入口壓力達(dá)10kPa,甚至更高,同一臺泵的適用范圍因而更大。
雙級旋片真空泵,可以廣泛用于冰箱、空調(diào)機、燈泡、日光燈、瓶膽生產(chǎn)和電子、冶金、醫(yī)藥、化工、濾油機、印刷機械、包裝機等工業(yè),可作為擴散泵、羅茨泵、分子泵等的前級泵,供電子儀器、醫(yī)療儀器等配套和實驗研究應(yīng)用。由于直聯(lián)泵沒有皮帶摩擦的粉塵的污染,體積小、重量輕、材料節(jié)約、功能日趨完善,更被廣泛推廣應(yīng)用。
一、抽氣原理與結(jié)構(gòu)
旋片泵,它有偏心地裝在定子腔內(nèi)的轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的兩個或數(shù)個旋片,轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)表面或相切或相交,轉(zhuǎn)子帶動旋片旋轉(zhuǎn)時,旋片借離心力(有的還有彈簧力)緊貼缸壁,把進(jìn)排氣口分割開來,并使進(jìn)氣腔容器周期性擴大而吸氣,排氣腔容積則周期性地縮小而壓縮氣體,借氣體和油的壓力推開排氣閥排氣,從而獲得真空。見圖一。雙級泵由二個單級串聯(lián)而成,進(jìn)氣壓力高時,一般大中型泵,二級可同時排氣,進(jìn)氣壓力低時,氣體由高級排人低級,然后再排出泵外。
由于泵是利用吸氣容積的變化來抽吸氣體的,其名義抽速可按吸氣的幾何容積來設(shè)計計算。
二、氣鎮(zhèn)原理與結(jié)構(gòu)
由于真空泵的抽氣過程是一壓縮過程,故當(dāng)有水蒸氣之類的可凝性氣體時,如果在排出泵腔前達(dá)到其飽和蒸汽壓力,則會凝結(jié)在油中,使泵油乳化變質(zhì),潤滑密封性能變壞,凝結(jié)物在吸氣腔中還會重新變成氣態(tài),使真空度降低。據(jù)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(jīng)過了十八年的研究,發(fā)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壓力二部分組成的,只有當(dāng)二者之和足以克服排氣閥的大氣壓力和彈力時,才發(fā)生排氣。氣鎮(zhèn)閥的作用,是在排氣發(fā)生之前向泵的排氣腔充入一定量空氣,以降低排氣壓力中的蒸汽分壓力,當(dāng)它低于泵溫下的飽和蒸汽壓時,即可隨充入氣體排出泵外,而避免凝結(jié)在泵油中。另外,當(dāng)密閉泵口運轉(zhuǎn)時,已混入油內(nèi)的可凝性氣體的凝結(jié)物或氣相就會溶于油中的物質(zhì),又會在泵腔內(nèi)從油中逸出,這時如果開氣鎮(zhèn)工作,也可抽除一定量的可凝性物質(zhì),從而起到一定凈化作用,延長泵油的使用期。真空泵油較貴,貨源亦有限,因此合理使用氣鎮(zhèn)有著大的經(jīng)濟意義。
在結(jié)構(gòu)上,氣鎮(zhèn)閥有一逆止閥,防止排氣時油、氣從氣鎮(zhèn)孔排出,氣鎮(zhèn)量設(shè)計成可調(diào)的,可獲取不同氣鎮(zhèn)極限壓力,氣鎮(zhèn)閥的開啟便于移到泵外的合適位置,可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。氣鎮(zhèn)閥微量滲氣時可降低噪聲,還可作為停泵時的放氣閥用,來避免或延緩?fù)1梅涤汀?/span>
氣鎮(zhèn)量與泵的幾何抽速、摻氣級的幾何容積、氣鎮(zhèn)孔大小、間隙大小有關(guān)。氣鎮(zhèn)極限壓力與泵的不氣鎮(zhèn)極限壓力和油路設(shè)計有關(guān),與氣鎮(zhèn)量有關(guān)。
習(xí)慣上有“油浸式”和“油封式”之分。前者指泵體浸在油箱中的,它的優(yōu)點是:許多要求氣密的部位和零部件都可借助于油來密封;便于設(shè)置防止停泵返油機構(gòu);便于設(shè)置氣鎮(zhèn)輔助油路,使之提高氣鎮(zhèn)性能,也可使泵在較高入口壓力下工作更可靠。目前大抽速已達(dá)70L/s。其余的稱為“油封式”,取意是只把排氣閥浸在油中。用油把排氣口密封起來。
按照轉(zhuǎn)子偏心的位置分,義有所謂正偏心與側(cè)偏心之分。偏心在正上方的叫正偏心,在側(cè)面的叫側(cè)偏心。側(cè)偏心的優(yōu)點是:油位較低,油量可較少,停泵返油較少,起動功率和配用功率可較。慌艢忾y檢修、維護(hù)較方便。注意裝配工藝宜采用豎裝法。對于正偏心結(jié)構(gòu),裝配可采用倒裝法,利用轉(zhuǎn)子自重找正裝配位置。
對于雙級泵,高低二級轉(zhuǎn)子的連接方法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。在二支承結(jié)構(gòu)中,低級轉(zhuǎn)子多為帶內(nèi)孔的結(jié)構(gòu),也有用高級轉(zhuǎn)子中壁一側(cè)軸頸延長作為低級轉(zhuǎn)子的。如果低級轉(zhuǎn)子外徑與高級轉(zhuǎn)子相同,采用正槽不穿軸形式時,轉(zhuǎn)子外徑與缸鏡之比d/D=b應(yīng)有較大值。采用正槽穿軸形式時則可取較小b值。此時轉(zhuǎn)子一端開槽而另一端帶凸緣。也有人采用高低二級取不同的b值,不同的缸徑和轉(zhuǎn)子直徑的做法;虿捎脗(cè)偏旋片槽的結(jié)構(gòu)形式。由于選用結(jié)構(gòu)不同,泵的拆裝也不一樣,用戶必須仔細(xì)閱讀使用說明書,以防損壞泵。
對于高級轉(zhuǎn)子,凡高速直聯(lián)結(jié)構(gòu),考慮動平衡影響,宜采用實心形式。對于低速泵,轉(zhuǎn)子較大時,為減輕重量,宜采用空心形式。
轉(zhuǎn)子有整體、整體加穿軸、拼接、焊接等結(jié)構(gòu)形式。國內(nèi)普遍采用的一種結(jié)構(gòu)是由二半轉(zhuǎn)子體加二轉(zhuǎn)子盤用螺釘和銷釘拼接。一種新結(jié)構(gòu)是用一個轉(zhuǎn)子盤與一個整體轉(zhuǎn)子拼接,具有剛性好、工時省、形位公差精度好的優(yōu)點。
雙級旋片真空泵的使用與維修
雙級旋片真空泵的使用
使用前,應(yīng)首先仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說明書,開箱后應(yīng)檢查裝運質(zhì)量。收好備品備件和技術(shù)文件,拆除排氣口防護(hù)件。按要求安裝,接線,試轉(zhuǎn)向。水冷泵接水。
為防止因返油與反轉(zhuǎn)而噴油,應(yīng)先開啟泵口,按規(guī)定轉(zhuǎn)向把泵內(nèi)存油用手盤到油箱中。同時查看油位,應(yīng)在油標(biāo)中心以上,但不要滿油標(biāo),多了要放出。
判斷轉(zhuǎn)向的輔助方法。把護(hù)套倒放在泵口上,如開泵后被吸住,是正向,被吹落,是反向。聲音正常是正向,聲音異常響是反向。
如在泵口配裝帶充氣電磁閥,一般應(yīng)橫裝,并與泵同時動作。
相對濕度較高或被抽氣體中含水汽等可凝性蒸汽時,應(yīng)使用氣鎮(zhèn)閥。
按說明書推薦選用真空泵油。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,必須嚴(yán)格清洗后才能換入酯類真空泵油。
檢查泵的極限壓力以壓縮式水銀真空計為準(zhǔn)。全壓力計應(yīng)注意做好計與規(guī)管的配對校準(zhǔn)和備用比對規(guī)管。建議在規(guī)管與被測泵之間裝一球閥。不測時關(guān)閥,可延長規(guī)管使用時間。
雙級旋片真空泵的維修
l、首先要了解泵的類型、特點、現(xiàn)在狀況。了解使用要求,確定修理目標(biāo)。在進(jìn)行維修之前,準(zhǔn)備好檢測手段。
2、判斷故障,確診故障。判斷準(zhǔn),可省事。確診要驗證。
3、排除故障,先簡后繁,先易后難。無須拆卸的不拆。以減少由于缺少專用工具和操作不當(dāng)引起新的損傷,減少位置變化和跑合運轉(zhuǎn)時間。一般的說,拼接式轉(zhuǎn)子是不可拆卸的,否則形位公差就不保,轉(zhuǎn)子就報廢了。
4、有毒有害、有腐蝕性的泵,應(yīng)請用戶先行清洗,并告知必要的防護(hù)措施,以保障維修人員的健康。
5、故障分類
建議把故障分為運轉(zhuǎn)故障和性能故障。
運轉(zhuǎn)故障可包括泵不轉(zhuǎn),泵溫太高,漏油,漏水,大功率超標(biāo)等。
性能故障可包括極限壓力、極限全壓力、抽氣效率、噪聲、噴油、氣鎮(zhèn)性能等不達(dá)標(biāo)或不能滿足要求。
6、故障判斷與診斷例舉
6.1泵不轉(zhuǎn)。情況不明不能先開泵,以免加重故障。用手能盤動和不能盤動。
6.1.1泵能盤動而不轉(zhuǎn)。原因可以是聯(lián)軸器故障;皮帶打滑;電機接線有誤;電機損壞;電源沒電等。
6.1.2不能盤動或盤起來很重的,原因可以是因為起動泵溫太低,泵油粘度太高;設(shè)計制造原因的停泵返油太多。油位太高引起的停泵返油太多(加油太多,或有水汽在泵中凝結(jié),或在排氣管中凝結(jié)的水流回泵中);有異物在泵內(nèi)(進(jìn)氣管中的焊渣、氧化物;旋片彈簧等泵零件的碎屑;旋片變形卡住;發(fā)生了咬合(銅套、轉(zhuǎn)子、中壁、泵蓋、定子、軸承)。
6.2泵溫太高。指低級排氣閥附近測得的高油溫超過使用說明書規(guī)定值。由于泵溫升高會使泵油粘度大幅下降,并使泵油的飽和蒸汽壓升高,使泵的極限壓力升高和抽氣效率下降;使橡膠件容易老化;熱膨脹使運轉(zhuǎn)間隙縮小,特別是某些非金屬旋片的厚度方向和銅套內(nèi)孔間隙,影響泵運轉(zhuǎn)的可靠性。泵溫太高的原因可以是泵環(huán)境溫度太高,進(jìn)氣溫度太高,進(jìn)氣冷卻裝置失效,泵長期連續(xù)運轉(zhuǎn)入口壓力太高;水冷泵冷卻水量不足,循環(huán)水設(shè)計效果不佳;溫控水量調(diào)節(jié)閥失效等。
6.3漏油。可以發(fā)生在軸封,油箱與泵零部件的密封面,放油塞、油標(biāo)、油孔悶頭、定子部件與支座的通孔連接處,氣鎮(zhèn)閥(例如2X-8)等部位。可由密封件老化,安裝不當(dāng),損壞失效,表面不平整、有雜質(zhì)、粗糙和鑄件疏松等引起。如果停泵后返油,油會進(jìn)入氣鎮(zhèn)閥,不關(guān)氣鎮(zhèn)閥可能會漏油。
自制橡膠墊時,一定要用耐油橡膠,要按照原設(shè)計形狀,密封面太大時壓不緊會漏油。
6.4漏水可以發(fā)生在水管接頭,水套悶蓋平面,放水孔螺塞,放水閥等處,水套鉆穿,鑄件缺陷,凍裂,也可能導(dǎo)致漏水。
6.5大功率超標(biāo)。可由長期連續(xù)作入口壓力太高、排氣壓力太高、雜物進(jìn)人發(fā)生咬合、泵溫太高、旋片等配合間隙太小、電壓太高、泵液返入泵內(nèi)太多等引起,會使電機損壞。應(yīng)盡量避免在大功率附近長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。如果表面有沉積物,要定期拆開清除。
6.6極限壓力不達(dá)標(biāo)。
可由外漏、內(nèi)漏、油孔堵塞、泵油質(zhì)量不良或污染變質(zhì)、有水汽等可凝性物質(zhì)、儀器儀表失真、泵運轉(zhuǎn)不正常等引起。
外漏較多時,排氣口可看到白色蒸汽。油標(biāo)處有較多氣泡,手在排氣口上可感到排氣壓力。低級排氣閥處油面有較多氣泡。功率會有所增加。這時,首先應(yīng)檢查氣鎮(zhèn)閥是否已關(guān)好。由于新泵出廠每臺都在泵口測極限壓力,所以如有外漏現(xiàn)象,應(yīng)對泵口及管道、閥門、容器逐一檢查。外軸封失效、油杯無油、油孔悶頭漏氣也可造成外漏。內(nèi)漏可由泵內(nèi)的運動間隙、排氣閥座平面、排氣閥的密封面、內(nèi)軸封、泵蓋平面、進(jìn)氣管、氣鎮(zhèn)閥密封件等引起。磨損、腐蝕、咬合會使運轉(zhuǎn)間隙加大。油孔阻塞時,打開加油孔聽,泵的噪聲會較輕,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,長期存放未用,可開氣鎮(zhèn)閥凈化泵內(nèi)水汽。若無效,要檢杏儀表。若泵油發(fā)黃發(fā)白已乳化,可全開氣鎮(zhèn),調(diào)大氣鎮(zhèn)量凈化運轉(zhuǎn),必要時可在泵口放入適量氣體運轉(zhuǎn),可加快凈化過程。若抽入其他揮發(fā)性氣體或液體,要及時換油,必要時請洗油箱。有些泵,在級間氣道里會沉積泵液,為取得好的換油效果,要設(shè)法把沉積泵液排出。
極限壓力是用座式壓縮式水銀真空計測量的。
用經(jīng)校準(zhǔn)的熱偶真空計等全壓力計測量時,測得值會增加。注意熱偶真空計的規(guī)管要配對校準(zhǔn)。建議備用一只同時校準(zhǔn)的規(guī)管,以備懷疑規(guī)管污染失真時進(jìn)行對比。
極限壓力升高會使高真空時段的抽氣效率下降,也會使極限全壓力升高?梢詤⒄丈鲜鼋榻B來判斷、檢查、處理抽氣效率下降和極限全壓力升高的故障。
6.7噪聲。泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計,電機與泵軸承的噪聲,旋片等運動件是否滑暢、進(jìn)油量太多、風(fēng)扇、傳動件產(chǎn)生的噪聲、進(jìn)氣量大,開氣鎮(zhèn)運轉(zhuǎn)、擋油板等泵內(nèi)零件松動,安裝不平等引起振動,都會影響泵的噪聲。
6.8噴油。防止噴油用的油盒回油孔的大小、位置、密封狀況,擋油板的設(shè)計、安裝,排氣口部分的減霧器、擋油帽、氣分離器,油位的高低,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(lián)泵排氣口的氣流速度可以高達(dá)30m/s,吹開油面時,泵內(nèi)的循環(huán)油和氣流帶出的油就將考驗防止噴油的各項措施。
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,有入口過濾器(防油蒸汽返流用),有入口灰塵過濾器等部件或附件,也要進(jìn)行檢查。油泵失效將使泵的潤滑和密封失效,消霧器失效,有可能使排氣壓力升高,功率加大,損壞電機,入口過濾器失效可使進(jìn)氣阻力增大,抽速下降,抽氣效率下降。
8、清洗。不宜浸洗,以免洗液進(jìn)入拼接轉(zhuǎn)了內(nèi)部,不易排出。
9、拆裝。要按照使用說叫書推薦和規(guī)定有序進(jìn)行,記好位置,合理擺放,以免錯裝。
以上介紹希望能對生產(chǎn)、使用和維修人員提供有益的參考。