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罗茨泵的工作原理、使用和维修

作者:蔡东俊 人气:37461 日期:2022-08-11 08:06:53

 
罗茨泵的工作原理 、 使用和维修

    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。 
   

 

如上图
  
罗茨泵转子由0°转到180°的抽气过程。在0°位置时(图中a);

下转子从泵入口封入v0体积的气体。当转到45°位置时(图中b);

该腔与排气口相通。由于排气侧压强较高,引起一部分气体返冲过来。当转到90°位置时(图中c);

下转子封入的气体,连同返冲的气体一起排向泵外。这时,上转子也从泵入口封入v0体积的气体。当转子继续转到135°时(图中d);上转子封
入的气体与排气口相通,重复上述过程。180°(图e);

位置和0°位置是一样的。转子主轴旋转一周共排出四个v0体积的气体。

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。
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。
罗茨真空泵启动程序:
(1)启动前级泵。
(2)打开前级泵预抽官路商的阀门和罗茨泵进气口上的阀门。
(3)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。
(4)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。
罗茨真空泵停车程序:
(1)关闭罗茨真空泵进气阀。
(2)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。
(3)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:
(1)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。
(2)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℃。
(3)运转中不应有不规则的异常振动和异常噪声。
(4)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。

 一、维护保养
        (一)定期检查:
        1.每日检查:
        (1),油位检查:油位过多,使温度升高,油位过低,造成润滑不良。
        (2),温度检查:用温度计检查各部位温度。
        (3),电动机负荷检查:用功率表或电流、电压表测量电动机负荷。
        2.每月检查:联轴器弹性体或三角胶带的张力.

        3.每季检查;齿轮箱内润滑油是否变质。
        4.每半年检查:
        (1),前盖轴承箱内润滑油是否变质。
        (2),密封是否损坏。
        5.每一年检查:
        (1),轴承是否磨损。
        (2),活塞环及活塞环衬套是否磨损。
        (3),齿轮微量程度的磨损对转子正常工作是否产生影响,是否需要调整。

二、故障原因及其消除方法:

1 故障现象:泵的抽气量不够
产生原因;
(1)真空泵的转速不够;
(2)密封不严,在进气管路的连接处或轴封处漏气;
(3)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;
(4)环境温度或冷却水的温度过高。
排除方法:
(1)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。
(2)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,则有可能是密封皮碗未装正或破裂,此时则更换皮碗并装正;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。
(3)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。
(4)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:
(1)进气系统密封不严,有漏气现象;
(2)泵本身密封不严,在轴封处漏气;
(3)转子与转子或转子与壳体的间隙过大,空气温度过高:
(4)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(4)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:
(1)泵壳内壁和转于外表面水垢积沉太厚,将间隙堵死了;
(2)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;
(3)转子发生串位,转于端部与端盖发生了摩擦而增大了阻力;
(4)转子轴弯曲,转子或同步齿轮咬死。
排除方法:
(1)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;
(2)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;
(3)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;
(4)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:
(1)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;
(2)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:
(3)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。
(1)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:
(2)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;
(3)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。
 
罗茨泵常见问题及解决方法

故障

原因

消除方法

极限压力达不到

•  管道、系统漏气

•  泵部分漏气

•  前级泵极限压力下降

•  润滑油太脏或牌号不对

•  油封磨损

•  系统检漏

•  对泵检漏

•  修理或更换前级泵

•  调换润滑油

•  调换油封

抽速不足

•  管道通道能力不够

•  前级泵抽速下降

•  增大管道通道能力

•  修理或更换前级泵

电动机过载

•  入口压力过高

•  转子端面与端盖单面接触

•  前级泵返油进罗茨真空泵泵腔

•  调整、控制入口压力

•  调整转子端面间隙

•  装置防返油设备

过热

•  选择的前级泵抽速不够,造成压缩比过大

•  入口压力过高

•  冷却不良

•  齿轮箱润滑油过多

•  转子与泵壳接触

•  齿轮、轴承、油封润滑不良

•  重新选用前级泵

•  调整、控制入口压力

•  畅通、加大冷却水

•  调整油量

•  修整

•  保证油量适当,润滑良好

声音异常

•  装配不良

•  导向齿轮与转子位置偏移,使转子相碰

•  入口压力过高

•  过载或润滑不良造成对齿轮的损伤

•  轴承磨损

•  重装

•  调整位置、保证间隙

•  调整、控制入口压力

•  调换齿轮

5 ,调换轴承

轴承、齿轮早期磨损严重

•  润滑油不良

•  润滑油不足

•  调换润滑油

•  补充润滑油

  

问题
原因
解决方法
真空管路或系统内返油
1.油蒸汽返流至真空管路或系统中
2.油蒸汽压不对
3.停泵时,油返流
4.截流阀板上的密封件损坏
5.抽气管路底部密封件腐蚀或损坏
1.清洗泵后换符合要求的油
2.清洗泵后换符合要求的油
3.检查并更换截流阀
4.更换截流阀板
5.更换抽气管路,修理密封件
系统工作时温度过高
1.缺油
2.抽气口与排气口错误连接
3.供油管线堵塞
4.油泵出现问题
5.油泵中外来物堵塞
6.环境温度达到或超过油蒸汽压
7.油蒸汽压低于指标
8.工作气体温度过高
1.加油
2.抽气管线与抽气口连接
3.断开泵连接,清洗并更换符合要求的油
4.修理或更换油泵
5.清理油泵
6.降低环境温度并注意空气流通
7.更换符合要求的泵油
8.更改工艺或加冷却系统
排出废气在泵附近泄漏
1.排气口O型密封圈损坏
2.油箱表面密封垫损坏
3.泵体表面密封垫损坏
1.更换新型密封圈
2.更换油箱表面密封垫
3.更换泵体表面密封垫
烟尘或油雾过重
1.油量过多
2.气镇阀开启
3.滤油网损坏
1.减少油量
2.关闭气镇阀
3.更换滤油网
油颜色变深
或浑浊
1.油在肮脏工艺过程中受到污染
2.油不合适
3.油不足
4.真空漏率过大
5.惰性保护气体不足
1.更换泵油或清洗
2.清洗后用规定的泵油
3.加注足量泵油
4.修理泄漏处,或更换泵油
5.工艺过程中含有腐蚀性、危险性或放射性气体时必须加足量保护气体
停泵时系统中出现空气
1.系统泄漏 2.密封阀损坏
1.修理部件 2.修理密封阀
异常噪音
1.连接件损坏
2.缺油
3.油泵磨损或损坏
4.叶片损坏
5.排气阀板上无滤网
6.电机轴承出现问题
1.更换连接件
2.加油
3.修理或更换油泵
4.拆下油泵,更换叶片
5.加滤网
6.修理电机
泵油消耗过多
1.出油口密封圈磨损
2.油封损坏或安装错误
3.油套损坏或腐蚀
4.进油口或出油口泄漏
5.泵体与油封间垫片泄漏
1.更换密封圈
2.更换新油封,检查进油管线
3.更换油套
4.更换新O型圈
5.更换垫片
泵不能启动
1.泵粘死
2.泵油粘度过高
3.油泵磨损或外来物集聚
4.电机电压不符
5.连线错误
6.电机出错
1.拆泵修理
2.保持室温高于12℃或换油
3.更换损坏件或清理
4.更换电机
5.检查并修理线路
6.更换电机
泵达不到
极限真空度
1.气镇阀开启
2.抽气管太细
3.排气管直径小于排气口直径
4.真空系统有泄漏处
5.系统主阀问题
6.油不合适
7.油被污染或油量太少
8.供油管堵塞
9.轴上油封损坏
10.挡板安装错误
11.排气阀破损
12.真空计损坏
1.关闭气镇阀
2.更换合适直径的抽气管
3.更换合适直径的排气管
4.修理系统漏点
5.修理主阀
6.使用符合规定的油
7.换油或加油
8.拆开泵体维修
9.更换油封
10.拆下正确安装
11.更换排气阀
12.修理真空计
排气速度太低
1.抽气与排气管直径太小或管长度太长
2.油被污染
3.主阀破损
4.进气口滤网被堵塞
5.泵油不对
6.真空系统泄漏
7.泵指标低于系统要求
1.更换成符合要求管线
2.更换泵油
3.更换主阀
4.清洗滤网
5.更换成要求泵油
6.修理泄漏处
7.更换成满足要求泵

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。

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