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羅茨泵的工作原理和維修方法,請收藏
標簽: 羅茨泵
2023-02-24  閱讀

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  【康沃真空網(wǎng)】羅茨真空有干式(純抽吸氣體)和濕式(可抽吸氣水混合物)兩種。

  一般在重工業(yè)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(yè)和食品品等工業(yè)部門多用濕式(不帶前級泵只帶穩(wěn)壓箱)而直排大氣。

  這種泵具有效率高、能耗低、噪音小、結(jié)構(gòu)簡單、布置合理、操作簡便、維修周期長等優(yōu)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(nèi)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(nèi)一對葉形轉(zhuǎn)子同步、反向旋轉(zhuǎn)的推壓作用來移動氣體而實現(xiàn)抽氣的真空泵。

  羅茨真空泵是指具有一對同步高速旋轉(zhuǎn)的鞋底形轉(zhuǎn)子的機械真空泵,此泵不可以單獨抽氣,前級需配油封、水環(huán)等可直排大氣。

  它的結(jié)構(gòu)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(tǒng)主抽泵相接。這種真空泵的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子型線有圓弧線、漸開線和擺線等。漸開線轉(zhuǎn)子泵的容積利用率高,加工精度易于保證,故轉(zhuǎn)子型線多用漸開線型。

  羅茨真空泵的轉(zhuǎn)速可高達3450~4100轉(zhuǎn)/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(jié)構(gòu)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(lián)使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。

  由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),被抽氣體從進氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v0內(nèi),再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài),所以,在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。但當轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣,v0空間與排氣側(cè)相通時,由于排氣側(cè)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(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內(nèi),有二個“8”字形的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間,保持有一定的間隙,可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運行。

  02、羅茨泵結(jié)構(gòu)組成

  羅茨真空泵的兩個轉(zhuǎn)子在泵體中如何布置,決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外羅茨真空泵的總體結(jié)構(gòu)布置一般有三種方案:

  1、立式:兩個轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,但兩個轉(zhuǎn)子軸線構(gòu)成的平面與水平面垂直,這種結(jié)構(gòu),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(zhuǎn)時穩(wěn)定性差,所以除小規(guī)格的泵外,采用這種結(jié)構(gòu)型式的不太多。

  2、臥式:兩個轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,兩個轉(zhuǎn)子軸線構(gòu)成的平面成水平方向,這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的特點是重心低,高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性好。國內(nèi)外大中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)型式。

  3、豎軸式:國外有的羅茨泵的兩個轉(zhuǎn)子軸線與水平面垂直安裝。

  這種結(jié)構(gòu)的裝配間隙容易控制,轉(zhuǎn)子裝配方便,占地面積小,但齒輪等傳動機構(gòu)裝拆不便,潤滑裝置也較復雜。

  當總體結(jié)構(gòu)決定后,泵體本身的結(jié)構(gòu)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(guī)定壓力時,溢流閥是關閉的。

  當其排氣口壓力超過規(guī)定壓力時,則溢流閥的閥門自動被頂開而產(chǎn)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(diào)節(jié),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(nèi)能連續(xù)運轉(zhuǎn)。

  采用這種設計,能使真空容器在粗真空狀態(tài)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(nèi)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(fā)熱。

  假設采用了復式冷凝器,在維修時可用適當?shù)娜軇┣宄酃?,蒸汽就能順暢地在導管中流動?/p>

  03、羅茨泵的特點

  1、在較寬的壓強范圍內(nèi)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(zhuǎn)子不必潤滑,泵腔內(nèi)無油;

  5、振動小,轉(zhuǎn)子動平衡條件較好,沒有排氣閥;

  6、驅(qū)動功率小,機械摩擦損失??;

  7、結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積??;

  8、運轉(zhuǎn)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(yè)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(zhì)上與凸輪泵相同,但轉(zhuǎn)子是羅茨型的。它能輸送黏度為數(shù)萬厘泊的液體。

  羅茨泵主要是有兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)子位于泵體中,由一對同步齒輪傳動,對于羅茨泵的轉(zhuǎn)子,在泵體內(nèi)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(diào)整增大間隙。

  1、羅茨泵經(jīng)常檢查油位位置,不符合規(guī)定時須調(diào)整使之符合要求。以羅茨泵運轉(zhuǎn)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(jīng)常檢查油質(zhì)情況,發(fā)現(xiàn)油變質(zhì)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(nèi)的零件,如轉(zhuǎn)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(nèi)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(jié)合處有無松動現(xiàn)象。用手轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)物,待運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi),以保證羅茨泵在最高效率點運轉(zhuǎn),才能獲得最大的節(jié)能效果。

  05、羅茨泵的維修

  1、故障現(xiàn)象:泵的抽氣量不夠

  產(chǎn)生原因:

  1)真空泵的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子外圓與泵殼,轉(zhuǎn)子端面與端蓋周的間隙過大,氣體返流量增大;

  4)環(huán)境溫度或冷卻水的溫度過高。

  排除方法:

  1)如泵的轉(zhuǎn)速不夠,且抽氣量是與泵的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速,這可調(diào)節(jié)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(zhì)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(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子型面間的間隙不均勻,在轉(zhuǎn)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(diào)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(diào)節(jié)的,因為兩轉(zhuǎn)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(tài),這樣輻子才能正常傳動。否則,即使能轉(zhuǎn)動,也可能出現(xiàn)在轉(zhuǎn)冠中,兩轉(zhuǎn)子間的間隙時大時小。

  在這種狀態(tài)下,將可調(diào)齒輪連接輪轂的螺釘擰松并拔出定位銷釘,進行調(diào)節(jié),便轉(zhuǎn)子的嚙合和齒輪的嚙合同時達到正常嚙合狀態(tài),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(zhuǎn)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(diào)節(jié),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(huán)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(xiàn)象:真空度不夠高

  產(chǎn)生原因:

  1)進氣系統(tǒng)密封不嚴,有漏氣現(xiàn)象;

  2)泵本身密封不嚴,在軸封處漏氣;

  3)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)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(zhì)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(xiàn)象:停車后泵再啟動困難

  產(chǎn)生原因:

  有時泵在連續(xù)運行時,未發(fā)現(xiàn)有什么不正常的現(xiàn)象發(fā)生,一旦在短暫的時間內(nèi)停止運轉(zhuǎn),再啟動就感到困難,甚至不能啟動,這種現(xiàn)象的發(fā)生,如是濕式泵,則可能有下列原因:

  1)泵殼內(nèi)壁和轉(zhuǎn)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(nèi)清洗干凈,致使焊渣或其它硬雜物帶進了泵內(nèi);

  3)轉(zhuǎn)子發(fā)生串位,轉(zhuǎn)于端部與端蓋發(fā)生了摩擦而增大了阻力;

  4)轉(zhuǎn)子軸彎曲,轉(zhuǎn)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(jīng)過處理的硬水,鈣質(zhì)太重而在泵內(nèi)產(chǎn)生沉積,尤其是未經(jīng)處理的硬水又在泵內(nèi)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(jié)束后,須用蒸汽和水進行洗滌,以免設備被腐蝕。為了避免產(chǎn)生嚴重的結(jié)垢現(xiàn)象,冷卻水應該是經(jīng)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(nèi)清理干凈,在有條件的場合,先將管內(nèi)壁通擦干凈,而后用壓縮空氣吹洗;

  3)取出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàn)象:泵在運轉(zhuǎn)時噪聲增大

  產(chǎn)生原因:

  1)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子與殼體之間艙間隙不均勻或不合適而發(fā)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(nèi)缺乏潤滑油,齒與齒處于干摩擦狀態(tài),這時齒箱內(nèi)的噪聲也會劇烈增加:

  3)泵的轉(zhuǎn)速過高,工作介質(zhì)(空氣和水)在泵腔內(nèi)和穩(wěn)壓箱中產(chǎn)生劇烈的碰撞,甚至泵還發(fā)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(fā)源于何處,然后查出產(chǎn)生噪聲的原因,隨之降低噪聲的辦法也是有的。

  1)如果轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子與泵殼發(fā)生摩擦而產(chǎn)生噪聲,這是完全可以測聽出來的,按照前面所述的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子間隙的方法進行仔細調(diào)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(jié)螺釘擰松,并拔出定位銷,轉(zhuǎn)動齒圈,使其嚙合正常。按規(guī)定在齒輪箱內(nèi)加足潤滑油,克服干摩擦現(xiàn)象,噪聲自然就降低了;

  3)如果轉(zhuǎn)速確實過高,則可更換皮帶輪而降低轉(zhuǎn)速,或同時在穩(wěn)壓箱的出口側(cè)添加一個消聲器。