羅茨真空泵系統(tǒng)的應(yīng)用及故障分析

李亮

河冶科技股份有限公司 河北石家莊 050000

在真空保護(hù)下進(jìn)行的冶金作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)大氣中無(wú)法進(jìn)行的冶金過(guò)程，能防止金屬氧化，分離沸點(diǎn)不同的物質(zhì)，除去金屬中的O、N、H等氣體或雜質(zhì)，提高金屬和合金的質(zhì)量。羅茨真空泵作為VD精煉爐系統(tǒng)中的主要設(shè)備，只有對(duì)設(shè)備的原理、操作進(jìn)行了充分了解與掌握，面對(duì)各種設(shè)備故障才能夠做出正確及時(shí)的應(yīng)對(duì)策略，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行[1]。

1 羅茨真空泵系統(tǒng)

1.1 羅茨真空泵的工作原理

羅茨真空泵（簡(jiǎn)稱(chēng)：羅茨泵）是指泵內(nèi)裝有兩個(gè)相反方向同步旋轉(zhuǎn)的葉形轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁間有細(xì)小間隙而互不接觸的一種變?nèi)菡婵毡谩Ｍǔ嚎s比很低，故高、中真空泵需要前級(jí)泵?？勘们粌?nèi)一對(duì)葉形轉(zhuǎn)子同步、反向旋轉(zhuǎn)的推壓作用來(lái)移動(dòng)氣體而實(shí)現(xiàn)抽氣的真空泵。此泵不可以單獨(dú)抽氣，前級(jí)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(fēng)機(jī)相似，工作時(shí)其吸氣口與被抽真空容器或真空系統(tǒng)的主泵相接。

羅茨泵在泵腔內(nèi)，有二個(gè)“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對(duì)平行軸上，由傳動(dòng)比為1的一對(duì)齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

1.2 羅茨真空泵的特點(diǎn)

在較寬的壓強(qiáng)范圍內(nèi)有較大的抽速；啟動(dòng)快，能立即工作；對(duì)被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；轉(zhuǎn)子不必潤(rùn)滑，泵腔內(nèi)無(wú)油；振動(dòng)小，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡條件較好，沒(méi)有排氣閥；驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械摩擦損失小；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低。

1.3 羅茨真空泵組成

我公司真空系統(tǒng)每套泵組為4級(jí)羅茨泵串聯(lián)組成，采用四套泵組（開(kāi)3備1）并聯(lián)的方式，組成變量泵機(jī)系統(tǒng)。每套泵組組成：第一級(jí)羅茨泵抽氣能力：150m3/min，功率：22kW。第二級(jí)羅茨泵抽氣能力：72m3/min，功率：11kW。第三級(jí)羅茨泵抽氣能力：36m3/min，功率：7.5kW。第四級(jí)水環(huán)機(jī)械泵抽氣能力：40.8m3/min，功率：75kW。

1.4 羅茨真空泵組脫氣操作

①開(kāi)始抽真空前選擇要切除的泵組，然后選擇手動(dòng)或者自動(dòng)模式。②自動(dòng)真空：選擇控制方式為自動(dòng)，然后按下“自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕，設(shè)備會(huì)按照檢測(cè)的真空度，自行選擇開(kāi)啟泵組，直到全完開(kāi)啟。當(dāng)真空處理完畢，結(jié)束真空處理，按下“自動(dòng)停止”按鈕，停止真空泵運(yùn)行。③手動(dòng)步進(jìn)：選擇控制方式為手動(dòng)，然后根據(jù)開(kāi)啟每一級(jí)泵組真空度要求，旋轉(zhuǎn)“VD步進(jìn)控制”的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。真空開(kāi)始第一步，步進(jìn)控制從“0-1”，開(kāi)啟水環(huán)泵；第二步，到達(dá)17KPa后旋轉(zhuǎn)到“2”，開(kāi)啟三級(jí)泵；第三步，達(dá)到6KPa，旋轉(zhuǎn)到“3”，開(kāi)啟二級(jí)泵；第四步，達(dá)到2KPa，旋轉(zhuǎn)到“4”，開(kāi)啟主泵；第五步，結(jié)束時(shí)，從4旋轉(zhuǎn)到0位，結(jié)束真空泵運(yùn)行。④破空：破空可以按操作臺(tái)上破空按鈕，按下破空，松開(kāi)結(jié)束破空，或在計(jì)算機(jī)上點(diǎn)破空按鈕。

2 羅茨真空系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)與故障處理

2.1 羅茨泵的維護(hù)與保養(yǎng)

（1）水環(huán)真空泵的工作液在長(zhǎng)期使用后會(huì)有雜質(zhì)沉積，應(yīng)定期使用10%的草酸清洗泵腔。

（2）羅茨真空泵采用1﹟真空泵油，真空泵油應(yīng)加至油位計(jì)的2／3處。

（3）羅茨泵在使用過(guò)程中，兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間間隙會(huì)被所抽氣體中的粉塵等粘性物料填充。可以通過(guò)以下方式清洗羅茨泵：①關(guān)閉總出氣管道上的閥門(mén)，開(kāi)啟前級(jí)泵（水環(huán)泵），打開(kāi)羅茨泵上口的球閥，從該閥門(mén)處慢慢充入水，此時(shí)羅茨泵在被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)之下被所注入的溶劑清洗干凈，被清洗下來(lái)的異物和水一起從羅茨泵下口的排水口排出。②清洗完畢后，繼續(xù)從上口充入壓縮空氣，使羅茨泵上面的液體完全風(fēng)干。③如上面清洗方法不能徹底清洗羅茨真空泵，則應(yīng)拆開(kāi)羅茨真空泵并清洗異物[2]。

（4）在霜凍季節(jié)或寒冷地區(qū)，泵房溫度過(guò)低或長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)將水環(huán)泵及羅茨泵內(nèi)的余水放空，防止凍壞泵體。

（5）真空泵組在運(yùn)行時(shí)，必須保證泵組管道上，氣動(dòng)蝶閥的正常開(kāi)關(guān)，如有問(wèn)題及時(shí)處理。因?yàn)樵陂L(zhǎng)期使用過(guò)程中，壓縮空氣的潮濕或含雜質(zhì)會(huì)引起氣動(dòng)蝶閥的電磁閥閥芯的堵塞。

2.2 真空系統(tǒng)的常見(jiàn)故障與處理方法

（1）粗真空度降至99-102KPa不能繼續(xù)下降。故障部位：①罐蓋未降落到底部，或氟膠條密封部位有渣料。②羅茨泵2、3、4級(jí)泵、主管道放水閥處于打開(kāi)狀態(tài)。處理方法：①將罐蓋降落到底部，或清理氟膠條密封部位的渣料；②關(guān)閉羅茨泵2、3、4級(jí)泵、主管道放水閥。

（2）粗真空度降至2-3KPa不能繼續(xù)下降。故障部位：①羅茨泵2、3、4級(jí)泵、主管道放水閥未完全關(guān)閉；②單向閥、精濾網(wǎng)、人孔、清灰孔螺栓有松動(dòng)或緊固不均勻。處理方法：①關(guān)閉羅茨泵2、3、4級(jí)泵、主管道放水閥；②重新緊固螺栓。

（3）高真空度降至300-500Pa不能繼續(xù)下降。故障部位：在停泵不破空狀態(tài)下，檢查所有可能漏氣點(diǎn)。處理方法：用紙筒點(diǎn)燃后放置各連接處，煙被吸入管道內(nèi)的位置則表示漏氣。

（4）真空結(jié)束，停泵時(shí)有異響。故障部位：停泵時(shí)觀(guān)察真空泵的2、3、4級(jí)泵，出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)，則此組泵單向閥卡住。處理方法：封閉不嚴(yán)。拆卸清理單向閥。

（5）精濾網(wǎng)或軟連接濾網(wǎng)積灰較多。故障部位：除塵布袋燒損。處理方法：對(duì)燒損布袋進(jìn)行更換。

3 結(jié)語(yǔ)

由于羅茨真空泵抽速大、噪音低、節(jié)能效果明顯，是以后的生產(chǎn)中大力推廣的節(jié)能設(shè)備。通過(guò)對(duì)羅茨真空泵原理的學(xué)習(xí)以及實(shí)際使用過(guò)程中的故障進(jìn)行分析總結(jié)，使我們對(duì)羅茨真空泵有了更深一步的了解，更好的服務(wù)于公司的生產(chǎn)發(fā)展。