油封式旋片真空泵保養與維修

　　油式旋片式真空泵是真空行業(yè)量大面廣的產(chǎn)品，廣泛應用于冶金、醫藥、化工、電子等行業(yè)。正確的使用及良好的維護不僅可以延長(cháng)泵使用壽命，同時(shí)可以節約不少費用。文章通過(guò)對油式旋片真空泵工作原理介紹以及日常維護方法闡述，再結合兩個(gè)實(shí)際維修案例分析，得出油式旋片式真空泵日常保養維護和維修方法，可為該泵使用者提供一種參考。

　　真空本指沒(méi)有任何事物粒子存在的空間，但什么都沒(méi)有的空間是不存在的。工業(yè)上的真空指的是氣壓比一標準大氣壓(101.325kPa)小的氣體空間，是指稀薄的氣體狀態(tài)。真空環(huán)境可粗略地分為：低真空>10² Pa，中真空10²~10^-1 Pa，高真空10^-1~10^-5 Pa 和超高真空<10^-5 Pa。通常，把能夠從密閉容器中排出氣體或是容器中的氣體分子數目不斷減少的設備稱(chēng)為真空獲得設備或真空泵。

1、真空泵介紹及分類(lèi)

　　真空泵是利用機械、物理、化學(xué)、物理化學(xué)等方法對容器進(jìn)行抽氣，以獲得和維持真空的裝置。真空泵和其他設備(如真空容器、真空閥、真空測量儀表、連接管路等)組成真空系統，廣泛應用于電子、冶金、化工、食品、機械、醫藥、航天等部門(mén)。

　　真空泵按結構類(lèi)型可分為機械式，噴射式和吸著(zhù)式，凡是利用機械運動(dòng)來(lái)獲得真空的泵稱(chēng)為機械真空泵。按其工作原理及機構特點(diǎn)分為變容真空泵和動(dòng)量傳輸泵，變容式真空泵是利用泵腔容積的周期性變化來(lái)完成吸氣和排氣以達到抽氣目的的真空泵。這種泵分為旋轉式和往復式兩種，旋轉式真空泵利用泵腔內轉子部件的旋轉運動(dòng)將氣體吸入、壓縮并排出，主要有有以下4 類(lèi)：(1)液環(huán)真空泵;(2)油封式真空泵;(3)干式真空泵;(4)羅茨真空泵。液環(huán)真空泵將帶有多葉片的轉子偏心裝在泵殼內。當它旋轉時(shí)，把工作液體拋向泵殼形成與泵殼同心的液環(huán)，液環(huán)同轉子葉片形成了容積周期變化的幾個(gè)小的旋轉變容吸排氣腔。工作液體通常為水或油，所以亦稱(chēng)為水環(huán)真空泵或油環(huán)真空泵。用水作工作液，極限壓強只能達到2000~4000 Pa。用油作工作液，可達130 Pa。文章中油式旋片真空泵屬于液環(huán)真空泵的一種，工作液為真空泵油。

圖1 機械真空泵分類(lèi)

2、油式旋片真空泵機構與工作原理

　　油式旋片真空泵主要由定子、轉子、旋片、定蓋、彈簧等零件組成。在泵腔內偏心地安裝帶有旋片的轉子，轉子槽中裝有旋片。轉子和旋片將定子腔分成吸氣和排氣兩部分。當轉子在定子腔內旋轉時(shí)周期性地將進(jìn)氣口方面容積逐漸擴大而吸入氣體，同時(shí)逐漸縮小排氣口一側的容積將已吸入的氣體壓縮并從排氣口排出。旋轉時(shí)將真空泵油拋向泵殼形成于泵殼同心的油環(huán)，油環(huán)同轉子葉片形成了容積周期變化的幾個(gè)小的旋轉變容吸排氣腔。

　　圖2 所示為油式旋片泵的工作原理示意圖，泵其結構是利用偏心地裝在定子腔內的轉子(轉子的外圓與定子的內表面相切兩者之間的間隙非常小)和轉子槽內滑動(dòng)的借助彈簧張力和離心力緊貼在定子內壁的兩塊旋片，當轉子旋轉時(shí)，始終沿定子的內壁滑動(dòng)。

圖2 旋片真空泵工作原理圖

3、油式旋片真空泵使用與維護

　　3.1、油式旋片真空泵使用

　　和所有轉動(dòng)設備一樣，油式旋片真空泵開(kāi)機前需要在電機風(fēng)葉處手動(dòng)盤(pán)車(chē)，檢查泵內是否有異物卡住。之后加相應型號真空泵油到指定油位且在使用一周內或工作100 h 換油，因為新配件可能會(huì )產(chǎn)生雜質(zhì)影響抽真空效果。禁止在泵進(jìn)口放有容易被吸入泵內的東西，泵出口如有手動(dòng)閥門(mén)一定要處于開(kāi)啟狀態(tài)。然后點(diǎn)動(dòng)，檢查轉向是否正確再繼續運轉。進(jìn)口管線(xiàn)盡可能短易于保持密封性，以免泄漏減少真空度。

　　3.2、油式旋片真空泵維護

　　油式旋片真空泵工作介質(zhì)為真空泵油，真空泵性能表現和油的質(zhì)量及純度有著(zhù)非常密切的關(guān)系。泵在使用過(guò)程中，所抽物料里的雜質(zhì)和水非常容易通過(guò)抽氣進(jìn)入真空泵油中，這種情況會(huì )嚴重影響真空泵工況甚至燒泵。所以，需要經(jīng)常對真空泵油進(jìn)行取樣觀(guān)察。筆者方法如下：在真空泵正常運轉后剛停機時(shí)(但注意高溫高壓傷人)油溫較高時(shí)，用透明瓶裝起來(lái)，在常溫時(shí)環(huán)境放置24 h 后，觀(guān)察有沒(méi)：顆粒沉淀物?有沒(méi)水沉下來(lái)?色彩暗淺?具體用以下實(shí)例解釋。

表1 真空泵油檢查項目表

圖3 真空泵油樣比較圖

　　圖3 中1#油樣是未使用過(guò)的新油，這里做為參考比較。2#油樣深黑色并且根本看不出有沒(méi)沉淀物，那一定要立刻更換。3#油樣雖然色彩比1#油樣深了點(diǎn),但真空泵運行都會(huì )有少量雜質(zhì)但屬于正常范圍，可以放心使用。4#油樣比3#暗度加深(證明雜質(zhì)比3#較多)此時(shí)要注意觀(guān)察底部是否有水或顆粒之類(lèi)，如有就應更換;如果即沒(méi)顆粒又沒(méi)水，那仍可以短期保用，但要密切注意變化色彩再深就應該更換。這里說(shuō)明一點(diǎn)：一般情況油環(huán)真空泵初次使用100 h 后更換油，以后每500~2000 工作小時(shí)更換一次。但需根據具體應用環(huán)境及操作介質(zhì)而定。換油時(shí)應先將油箱內油放完，注入少量新油開(kāi)機半分鐘后再將油放完，最后注入新的泵油到指定油位。

　　除了這種直接對真空泵油進(jìn)行檢查更換外，在日常維護中還需要定期對進(jìn)氣口過(guò)濾器濾芯，油霧分離濾芯，內置粉塵濾芯和葉片進(jìn)行檢查清理，必要時(shí)更換。這樣也可以有效減少使用過(guò)程中對真空泵油的污染。

表2 關(guān)鍵部件檢查時(shí)間表

4、油式旋片真空泵維修案例

　　4.1、案例一

　　筆者現場(chǎng)遇到一油式旋片真空泵出現啟動(dòng)后跳電現象。在排除電機故障后，打開(kāi)電機散熱風(fēng)扇罩對泵進(jìn)行手動(dòng)盤(pán)車(chē)無(wú)法盤(pán)動(dòng)。憑借經(jīng)驗判斷故障來(lái)自于泵腔體和轉子內部。該泵工作環(huán)境中含有粘稠狀物質(zhì)，很有可能轉子被粘稠物質(zhì)粘住導致電機負荷增大，不能帶動(dòng)泵工作便啟動(dòng)過(guò)載保護。

　　現場(chǎng)整個(gè)將泵拆回到維修間，對照圖紙逐步拆解后發(fā)現腔體內表面和轉子外表面都已經(jīng)有物料粘卓在上面，導致轉子、旋片卡死在腔體里面。油式旋片真空泵工作原理就是轉子偏心地在腔體里做周期性運動(dòng)進(jìn)行抽氣及排氣，所以造成泵整體完全失效。

圖4 真空泵裝配圖

　　將泵完全拆解之后，轉子上物料需要徹底清理干凈。粘卓物料已經(jīng)固化很難清理，同時(shí)放置在轉子中的旋片也不能拿出。而且轉子加工精度較高，表面不能用力或尖銳物體用力摩擦，同樣腔體也存在這個(gè)問(wèn)題。我們找來(lái)相關(guān)溶劑，將轉子和腔體完全浸入。4 h 之后拿出，上面物料有的已經(jīng)脫落，未脫落部分可用銅刮片輕輕掛掉，再用砂紙輕輕打磨后即可重新裝配。

圖5 腔體和轉子清理前后對比

　　裝回后的真空泵在抽真空性能上比之前略為下降。因為在掛腔體和轉子粘卓的物料后，腔體和轉子表面間隙會(huì )有所增大，導致其抽真空效果變化。同時(shí)這也和轉配人員熟練操作程度有關(guān)系。

　　4.2、案例二

　　在一次新泵試車(chē)過(guò)程中，由于排氣管上有一手動(dòng)閥門(mén)沒(méi)有開(kāi)啟氣體排不出，真空泵溫升過(guò)大導致進(jìn)氣口的單向閥及其他膠體融化且吸入泵體，造成葉片與膠體雜質(zhì)融合在一次滑動(dòng)，直到最后葉片卡主不能動(dòng);腔體、轉子被含雜質(zhì)的葉片刮花;軸承及油封高溫灼過(guò);電機電流過(guò)大燒壞。

　　由于是新泵試車(chē)過(guò)程中出現問(wèn)題，我們直接聯(lián)系到廠(chǎng)家過(guò)來(lái)幫我們處理該問(wèn)題。隨后的維修工作在廠(chǎng)家方進(jìn)行，筆者未過(guò)多參與。但通過(guò)和廠(chǎng)家技術(shù)人員溝通，此次處理問(wèn)題的關(guān)鍵和案例一完全相似。都是對腔體和轉子進(jìn)行清理和修復工作，并更換相關(guān)損毀的部件。通過(guò)此案例分析，泵排氣口最好安裝單向閥并且排氣管徑要大于或等于泵出口直徑。單向閥可以有效阻止泵外雜質(zhì)水汽進(jìn)入泵內，在泵運轉時(shí)單向閥可以自動(dòng)被泵排氣流打開(kāi)，不會(huì )造成蹩壓，導致泵意外損壞。

5、結語(yǔ)

　　油式旋片真空泵是利用轉子在裝有真空泵油的定子腔內旋轉時(shí)周期性地將進(jìn)氣口方面容積逐漸擴大而吸入氣體，同時(shí)逐漸縮小排氣口一側的容積將已吸入的氣體壓縮并從排氣口排出來(lái)獲得真空。所以腔體、轉子和真空泵油的好壞決定著(zhù)真空泵性能表現。在日常使用過(guò)程中，需要密切注意真空泵油質(zhì)量�？梢越Y合實(shí)際工作條件和工作環(huán)境，制定出恰當的真空泵油和關(guān)鍵部件更換周期，確保真空泵高質(zhì)量運轉。維修時(shí)對轉子和腔體也要格外注意。