旋片式真空泵介紹

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。當采用工作液來進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，維護簡便，雙級泵的極限壓力為6×10^-2～l×10^-2Pa，一種單級泵可達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，又推出了改進的系列產(chǎn)品，有多種可供用戶選配的附件，可以保護泵，或保護環(huán)境，泵本身結(jié)構(gòu)也有改進而使可靠性提高。

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、化學阱，有控制泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護泵的溫控水量調(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)，進行自動控制，采用強制潤滑和風冷，使泵的連續(xù)工作入口壓力達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，把進排氣口分割開來，并使進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，進氣壓力高時，一般大中型泵，二級可同時排氣，進氣壓力低時，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,來避免或延緩停泵返油。

    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��；排氣閥檢修、維護較方便。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，應首先仔細閱讀產(chǎn)品說明書，開箱后應檢查裝運質(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，應在油標中心以上，但不要滿油標，多了要放出。
    判斷轉(zhuǎn)向的輔助方法。把護套倒放在泵口上，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。全壓力計應注意做好計與規(guī)管的配對校準和備用比對規(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。在進行維修之前，準備好檢測手段。
    2、判斷故障，確診故障。判斷準，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，應請用戶先行清洗，并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)性能等不達標或不能滿足要求。
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�。话l(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，進氣溫度太高，進氣冷卻裝置失效，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�？梢园l(fā)生在軸封，油箱與泵零部件的密封面，放油塞、油標、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�？捎擅芊饧�老化，安裝不當，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，也可能導致漏水。
    6.5大功率超標�？捎砷L期連續(xù)作入口壓力太高、排氣壓力太高、雜物進人發(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極限壓力不達標。
    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。建議備用一只同時校準的規(guī)管，以備懷疑規(guī)管污染失真時進行對比。
    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、進油量太多、風扇、傳動件產(chǎn)生的噪聲、進氣量大，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。