旋片式真空泵

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(yùn)動以獲得真空的一種變?nèi)輽C(jī)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(jī)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(diǎn)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,，1936年又發(fā)明氣鎮(zhèn)泵,，1941年取得以來，旋片真空泵得到廣泛應(yīng)用和不斷完善,。60年代末,，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(yùn)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(jī)聯(lián)結(jié)，進(jìn)行自動控制,，采用強(qiáng)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(jī),、燈泡、日光燈,、瓶膽生產(chǎn)和電子,、冶金、醫(yī)藥,、化工,、濾油機(jī),、印刷機(jī)械、包裝機(jī)等工業(yè),，可作為擴(kuò)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(shí)驗(yàn)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(kuò)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(fèi)。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(yùn)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(jì)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(shí)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?/P>

    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(diǎn)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(jī)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zui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(diǎn)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(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,。或采用側(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,。

    對于轉(zhuǎn)子，凡高速直聯(lián)結(jié)構(gòu),，考慮動平衡影響,，宜采用實(shí)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(diǎn),。

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(yùn)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(diǎn),、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(yàn)證。
    3,、排除故障,，先簡后繁，先易后難,。無須拆卸的不拆,。以減少由于缺少工具和操作不當(dāng)引起新的損傷，減少位置變化和跑合運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)故障和性能故障,。
    運(yùn)轉(zhuǎn)故障可包括泵不轉(zhuǎn),，泵溫太高，漏油,，漏水,，zui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(jī)接線有誤；電機(jī)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?yàn)槠饎颖脺靥?，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zui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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(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),?？捎砷L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(jī)損壞,。應(yīng)盡量避免在zui大功率附近長期連續(xù)運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn),，必要時可在泵口放入適量氣體運(yùn)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(jī)與泵軸承的噪聲，旋片等運(yùn)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(yùn)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(yàn)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(jī)，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。