干式螺杆真空泵,是利用(yòng)一对螺杆,在泵壳中(zhōng)作(zuò)同步高速反向旋转而产(chǎn)生的吸气和排气作(zuò)用(yòng)的抽气设备,两螺杆经精(jīng)细动平衡校正,由轴承支撑,安(ān)装(zhuāng)在泵壳中(zhōng),螺杆与螺杆之间都有(yǒu)一定的间隙,因此泵工(gōng)作(zuò)时,相互之间无磨擦,运转平稳,噪音低,工(gōng)作(zuò)腔无需润滑油。
干式螺杆真空泵是传统真空泵的更新(xīn)换代产(chǎn)品,未来具(jù)有(yǒu)极大的市场前景。干式螺杆泵通常遇到的问题是应用(yòng)和操作(zuò)不当。以下对干式螺杆泵故障进行了简要分(fēn)析。
(1)过热和卡死
干式螺杆泵对外界的各种条件是非常敏感的,通常造成过热的原因如下:
冷却水的流量不够和泠却水的温度过高。由于螺杆真空泵内部温度很(hěn)高,它对于冷却水的流量和温度的要求比较严格,如果流量和温度不符合制造厂家的规定,会导致泵的过热和卡死。
入口气體(tǐ)温度过高。因為(wèi)螺杆泵内部没有(yǒu)吸收热量的液體(tǐ),根据干式螺杆真空泵的设计,其泵的内部温度是在110℃到260℃之间,所以厂家都规定了泵的最高入口温度,一般不允许超过70℃,如果忽略了这个问题,就会导致泵的内部温度过高,甚至泵被卡死。
与罗茨泵的配比不合理(lǐ)。在螺杆真空泵与罗茨真空泵选型过程中(zhōng),有(yǒu)些参数是必须考虑的,其中(zhōng)最主要的是干式螺杆泵与上游罗茨真空泵的配比,亦就是容积流率之比:
SR=S1/S2
S1/S2=P2/P1
S1———罗茨泵容积流率
S2———螺杆泵容积流率
P1———罗茨泵的入口压力
P2———螺杆泵的入口压力
SR———级比
由于S1通常大于S2,所以P2大于P1,当气體(tǐ)通过罗茨泵以后,其排出的气體(tǐ)温度会升高,当进入螺杆泵的气體(tǐ)温度超出允许值后,就会造成泵的过热甚致卡死。為(wèi)了可(kě)靠起见,一般SR取2~4之间。
(2)泵腔内存在积液现象,造成振动和噪音增大
当螺杆真空泵抽除可(kě)凝性气體(tǐ)时,在泵的排气口会堆积被冷凝的液體(tǐ),一旦泵停車(chē)时,这些液體(tǐ)就返回到泵腔内,造成泵再启动困难,振动和噪声增加大。如果这些液體(tǐ)具(jù)有(yǒu)腐蚀性,長(cháng)时间残留在泵腔内,则会腐蚀螺杆和泵腔。
所以在设计真空装(zhuāng)置时,泵的排气管道要低于泵的排气口的位置,或者在泵的排气口处安(ān)装(zhuāng)一台单向阀,当泵停車(chē)时,阀门自动关闭,以防止被冷凝的液體(tǐ)倒流到泵腔内。
(3)油箱内的润滑油变质(zhì)
螺杆真空泵大都用(yòng)于抽除可(kě)凝性气體(tǐ)或腐蚀性气體(tǐ)。虽然泵腔和油箱之间设有(yǒu)机械密封或迷宫密封,而且在密封处还有(yǒu)气障保护,以防止工(gōng)艺气體(tǐ)进入到油箱。但是仍然会有(yǒu)少量工(gōng)艺气體(tǐ)进入到油箱,当积累到一定程度,润滑油就会变质(zhì)。
所以油箱里的润滑油还是需要根据不同工(gōng)艺,在3~6个月进行更换。如果被抽气體(tǐ)腐蚀性很(hěn)强,则需要采用(yòng)耐腐蚀的氟油,以确保泵的正常运行。
(4)電(diàn)机電(diàn)流过高
造成这个问题的原因有(yǒu):
a.过高的排气压力(背压)。
b.由于冷却水和入口气體(tǐ)温度过高,而造成螺杆之间的相互接触。
c.工(gōng)艺物(wù)质(zhì)堆积在泵内。
上述a和b己经在前面讨论过,现在重点讨论工(gōng)艺物(wù)质(zhì)堆积问题。
众所周知,许多(duō)真空工(gōng)艺都含有(yǒu)化學(xué)物(wù)质(zhì),它们在高温下具(jù)有(yǒu)粘性,很(hěn)容易堆积并烧结在螺杆的表面,见图7所示,当堆积的厚度不断增加时,就会在螺杆与螺杆之间出现一个零间隙,造成相互接触,于是在泵轴上产(chǎn)生一个附加扭矩,导致泵的运行電(diàn)流增加。
关于工(gōng)艺物(wù)质(zhì)堆积问题的解决方案,可(kě)以作(zuò)如下选择:
方案1:在螺杆泵的上游设置分(fēn)离罐或过滤器。
方案2:用(yòng)水蒸汽冲洗。
方案1对于延長(cháng)泵的寿命是非常有(yǒu)利,然而这些过滤器是很(hěn)昂贵,亦需要经常维护,另外当过滤器堵塞时,会导致螺杆泵对容器的有(yǒu)效抽速下降。
方案2用(yòng)水蒸汽冲洗,虽然无需过滤器,但操作(zuò)不当,亦有(yǒu)可(kě)能(néng)造成对泵的损害和不能(néng)确保冲洗后的效果。冲洗时,泵要停止运行,关闭泵的入口阀门,打开泵的排气口,从泵的入口通入水蒸汽,直到螺杆泵可(kě)以灵活转动為(wèi)止。冲洗完成后,螺杆泵仍需空转运行20分(fēn)钟,使泵腔内部始终保持干燥状态。