干式螺桿真空泵,是利用一對螺桿,在泵殼中作同步高速反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備,兩螺桿經(jīng)精細(xì)動平衡校正,由軸承支撐,安裝在泵殼中,螺桿與螺桿之間都有一定的間隙,因此泵工作時,相互之間無磨擦,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低,工作腔無需潤滑油。
干式螺桿真空泵是傳統(tǒng)真空泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品,未來具有極大的市場前景。干式螺桿泵通常遇到的問題是應(yīng)用和操作不當(dāng)。以下對干式螺桿泵故障進行了簡要分析。
(1)過熱和卡死
干式螺桿泵對外界的各種條件是非常敏感的,通常造成過熱的原因如下:
冷卻水的流量不夠和泠卻水的溫度過高。由于螺桿真空泵內(nèi)部溫度很高,它對于冷卻水的流量和溫度的要求比較嚴(yán)格,如果流量和溫度不符合制造廠家的規(guī)定,會導(dǎo)致泵的過熱和卡死。
入口氣體溫度過高。因為螺桿泵內(nèi)部沒有吸收熱量的液體,根據(jù)干式螺桿真空泵的設(shè)計,其泵的內(nèi)部溫度是在110℃到260℃之間,所以廠家都規(guī)定了泵的最高入口溫度,一般不允許超過70℃,如果忽略了這個問題,就會導(dǎo)致泵的內(nèi)部溫度過高,甚至泵被卡死。
與羅茨泵的配比不合理。在螺桿真空泵與羅茨真空泵選型過程中,有些參數(shù)是必須考慮的,其中最主要的是干式螺桿泵與上游羅茨真空泵的配比,亦就是容積流率之比:
SR=S1/S2
S1/S2=P2/P1
S1———羅茨泵容積流率
S2———螺桿泵容積流率
P1———羅茨泵的入口壓力
P2———螺桿泵的入口壓力
SR———級比
由于S1通常大于S2,所以P2大于P1,當(dāng)氣體通過羅茨泵以后,其排出的氣體溫度會升高,當(dāng)進入螺桿泵的氣體溫度超出允許值后,就會造成泵的過熱甚致卡死。為了可靠起見,一般SR取2~4之間。
(2)泵腔內(nèi)存在積液現(xiàn)象,造成振動和噪音增大
當(dāng)螺桿真空泵抽除可凝性氣體時,在泵的排氣口會堆積被冷凝的液體,一旦泵停車時,這些液體就返回到泵腔內(nèi),造成泵再啟動困難,振動和噪聲增加大。如果這些液體具有腐蝕性,長時間殘留在泵腔內(nèi),則會腐蝕螺桿和泵腔。
所以在設(shè)計真空裝置時,泵的排氣管道要低于泵的排氣口的位置,或者在泵的排氣口處安裝一臺單向閥,當(dāng)泵停車時,閥門自動關(guān)閉,以防止被冷凝的液體倒流到泵腔內(nèi)。
(3)油箱內(nèi)的潤滑油變質(zhì)
螺桿真空泵大都用于抽除可凝性氣體或腐蝕性氣體。雖然泵腔和油箱之間設(shè)有機械密封或迷宮密封,而且在密封處還有氣障保護,以防止工藝氣體進入到油箱。但是仍然會有少量工藝氣體進入到油箱,當(dāng)積累到一定程度,潤滑油就會變質(zhì)。
所以油箱里的潤滑油還是需要根據(jù)不同工藝,在3~6個月進行更換。如果被抽氣體腐蝕性很強,則需要采用耐腐蝕的氟油,以確保泵的正常運行。
(4)電機電流過高
造成這個問題的原因有:
a.過高的排氣壓力(背壓)。
b.由于冷卻水和入口氣體溫度過高,而造成螺桿之間的相互接觸。
c.工藝物質(zhì)堆積在泵內(nèi)。
上述a和b己經(jīng)在前面討論過,現(xiàn)在重點討論工藝物質(zhì)堆積問題。
眾所周知,許多真空工藝都含有化學(xué)物質(zhì),它們在高溫下具有粘性,很容易堆積并燒結(jié)在螺桿的表面,見圖7所示,當(dāng)堆積的厚度不斷增加時,就會在螺桿與螺桿之間出現(xiàn)一個零間隙,造成相互接觸,于是在泵軸上產(chǎn)生一個附加扭矩,導(dǎo)致泵的運行電流增加。
關(guān)于工藝物質(zhì)堆積問題的解決方案,可以作如下選擇:
方案1:在螺桿泵的上游設(shè)置分離罐或過濾器。
方案2:用水蒸汽沖洗。
方案1對于延長泵的壽命是非常有利,然而這些過濾器是很昂貴,亦需要經(jīng)常維護,另外當(dāng)過濾器堵塞時,會導(dǎo)致螺桿泵對容器的有效抽速下降。
方案2用水蒸汽沖洗,雖然無需過濾器,但操作不當(dāng),亦有可能造成對泵的損害和不能確保沖洗后的效果。沖洗時,泵要停止運行,關(guān)閉泵的入口閥門,打開泵的排氣口,從泵的入口通入水蒸汽,直到螺桿泵可以靈活轉(zhuǎn)動為止。沖洗完成后,螺桿泵仍需空轉(zhuǎn)運行20分鐘,使泵腔內(nèi)部始終保持干燥狀態(tài)。