01?羅茨泵的工作原理?

羅茨真空泵的工作原理見圖1。羅茨泵主要部件是在泵腔兩根平行軸上，裝有一對“8”字形斷面的轉子，兩轉子通過齒輪傳動后以等角速度作方向相反的旋轉運動。

圖1?羅茨泵工作原理

當轉子按箭頭方向旋轉到圖 a、b?所示位置時，被抽氣體從吸氣口進到由轉子與泵殼和端蓋構成的空間中，當轉子繼續(xù)旋轉到圖c所示位置時，吸氣終了，吸入的氣體被轉子、泵殼和端蓋所封閉。

當轉子繼續(xù)旋轉到圖d所示位置時，則排氣口端較高壓力的氣體就反沖到這部分空間中。

由于轉子繼續(xù)旋轉，便把被抽氣體和反沖回來的氣體一起驅壓到排氣口處而被抽走。

泵軸每轉一周，完成上述四個動作過程，即共排出上述四個過程氣體，旋轉的羅茨泵轉子不停的旋轉，從而形成真空，這就是羅茨真空泵的容積作用原理。

羅茨真空泵在工作中還包含著分子作用原理。當羅茨真空泵與前級泵串聯(lián)工作時，由于吸氣口的壓強很低，泵的轉速又很高(1000~3000r/min)，轉子表面的線速度接近于分子的熱運動速度，碰撞在轉子上的氣體分子可以被轉子攜帶到壓強較高的排氣口，由前級泵排走。

02?羅茨真空泵的結構形式

1、泵總體結構型式

羅茨真空泵的泵體的布置結構決定了泵的總體結構。目前國內外的羅茨真空泵總體結構大致有三種型式：

1）立式結構的進、排氣口水平設置，裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高，在高速運轉時穩(wěn)定性差，故這種型式多用于小泵。

2）臥式泵的進氣口在上，排氣口在下。有時為了真空系統(tǒng)管道安裝連接方便，可將排氣口從水平方向接出，即進、排氣方向是相互垂直的。

此時，排氣口可以從左或右兩個方向開口，除接排氣管道一端外，另一端堵死或接旁通閥。

這種泵結構重心低，高速運轉時穩(wěn)定性好。一般大、中型泵多采用此種結構。

3）泵的兩個轉子軸與水平面垂直安裝。這種結構裝配間隙容易控制，轉子裝配方便，泵占地面積小。

但泵重心較高且齒輪拆裝不便，潤滑機構也相對復雜。僅見于國外產品。

2、泵的傳動方式

羅茨真空泵的兩個轉子是通過一對高精度齒輪來實現(xiàn)其相對同步運轉的。主動軸通過聯(lián)軸器與電機聯(lián)接。

在傳動結構布置上主要有以下兩種：其一是電動機與齒輪放在轉子的同一側。

從動轉子由電動機端齒輪直接傳過去帶動，這樣主動轉子軸的扭轉變形小，則兩個轉子之間的間隙不會因主動軸的扭轉變形大而改變，故使轉子之間的間隙在運轉過程中均勻。

這種傳動方式的最大缺點是：a.主動軸上有三個軸承，增加了泵的加工和裝配難度，齒輪的拆裝及調整也不便；b.整體結構不勻稱，泵的重心偏向電動機和齒輪箱一側。

另一種是電動機和傳動齒輪分別裝在轉子兩側。這種形式使泵的整體結構勻稱，但主動軸扭轉變形較大。

為保證轉子在運轉過程中的間隙均勻，要求軸應有足夠的剛度，軸和轉子之間的聯(lián)接要緊固（目前已有轉子與軸焊或鑄成一體的結構）。這種結構拆裝都很方便，所以被廣泛采用。

03?羅茨泵的特征?

啟動快，耗功少，運轉保護費用低，抽速大、效力高，對被抽氣體中所含的大批水蒸汽和灰塵不敏感，在100～1帕壓力規(guī)模內有較大抽氣速率，能敏捷消除忽然放出的氣體。

這個壓力規(guī)模恰益處于油封式機械真空泵與分散泵之間。

因而，它常被串聯(lián)在分散泵與油封式機械真空泵之間，用來進步兩頭壓力規(guī)模的抽氣量。這時它又稱為機械增壓泵。

1）在較寬的壓力規(guī)模內有較大的抽速；

2）轉子具備良好的幾何對稱性，故振動小。

轉子間及轉子和殼體間均有間隙，不必光滑，摩擦喪失小，可大大下降驅動功率，從而可完成較高轉速；

3）泵腔內無需用油密封和光滑，可增加油蒸氣對真空體系的凈化；

4）泵腔內無收縮，無排氣閥。構造簡樸、緊湊，對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感；

5）收縮對比低，對氫氣抽氣后果差；

04?羅茨真空泵的應用?

羅茨真空泵在石油、化工、塑料、農藥、汽輪機轉子動平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長期運行的考驗，所以應該在國內大力推廣和應用。

同時羅茨真空泵廣泛用于真空冶金中的冶煉、脫氣、軋制，以及、食品、醫(yī)藥工業(yè)中的真空蒸餾、真空濃縮和真空干燥等方面。真空泵配件為用于真空泵噪聲治理的，真空泵消音器。

轉子外表為外形較為龐雜的曲線柱面，加工和檢討對比艱難。羅茨泵近幾年在海內外得到較快的開展。在冶煉、石油化工、電工、電子等行業(yè)得到了普遍的運用。

05?羅茨真空泵安裝?

1）羅茨真空泵應安裝在干燥、通風良好和清潔的場所。

2)羅茨真空泵的環(huán)境溫度為5-40℃。

3）羅茨真空泵應水平安裝，其周圍應留有充分的余地，便于日常檢查、維護保養(yǎng)。裝拆方便。

4）接通電源后，電機轉向應符合泵上轉向箭頭所示。

5）連接被抽容器的管道應清潔、無雜質等異物，孔徑不應小于泵口口徑，長度宜短，以保證其有足夠的通導能力，管道連接應密封不漏。

6）被抽氣體應無顆粒狀固體進入泵腔。

7）羅茨真空泵與前級泵連接應裝彈性管以減少前級泵引起的震動。

8）電氣設備必須有互鎖保護裝置，當前級泵停止工作時羅茨泵必須同時停止。

9）小泵可以直接啟動，大泵須設啟動器。

06?羅茨真空泵使用說明?

新泵就位后先查看油位，齒輪側油位以油面浸沒3-5齒為宜，電機側以油窗中心略高為宜，軸伸上油杯不應缺油，各部位潤滑油均采用1號真空泵油。

1、羅茨真空泵啟動程序：

1）啟動前級泵。

2）打開前級泵預抽管路上的閥門和羅茨泵進氣口上的閥門。

3）待系統(tǒng)內的壓力達到羅茨真空泵的允許壓力后，關閉預抽閥門，起動羅茨真空泵，如無預抽管路及閥門，則待達到起動壓力后起動羅茨真空泵，此過程亦可采用壓力傳感器自動控制，實現(xiàn)整個過程的自動化。

4）根據(jù)真空系統(tǒng)的實際情況，如果不是大的真空系統(tǒng)，則起動前級泵后即可起動羅茨真空泵。

如果是較大的真空系統(tǒng)，雖然帶溢流閥的羅茨真空泵具有過載保護作用，但這種保護只是對電機的保護，羅茨泵本身仍可因為長時間工作在高壓力下，而產生過熱卡死，應待前級泵抽到一定壓力后再起動羅茨泵。

2、羅茨真空泵停車程序

1）關閉羅茨真空泵進氣閥。

2）從上到下逐級停羅茨真空泵，最后停前級泵，嚴禁搞錯停車程序。

3）前級泵停車后，立即向前級泵進氣口放氣。

3、羅茨真空泵運轉中的注意點

1）運轉中必須按照羅茨真空泵的技術規(guī)格使用，在正常情況下，羅茨真空泵的入口壓力在1330Pa以下，泵的最大壓差不得高于其最大允許壓差值。

2)注意電動機負荷和泵的各部位溫升，在正常運轉情況下，泵的最高溫升不得超過40℃，最高溫度不得超過80℃。

如果選用水環(huán)泵作為前級泵時，有時因兩泵抽速配比比較大時，可能使羅茨泵的溫升有所提高，但泵的最高溫度不得超過100℃。

3）運轉中不應有不規(guī)則的異常振動和異常噪聲。

4）如發(fā)現(xiàn)在運轉中有電機過載，溫升過高，聲音異常，振動大等情況時，應立即停機檢查原因，排除故障。

07?羅茨真空泵的保養(yǎng)?

1）每天對油位進行檢查，油位過高，使溫度升高，油位過低，造成潤滑不良。每月檢查油的品質，如果變質須馬上更換。

2）每天檢查泵的溫升，電機負荷及溫升。

3）定期檢查羅茨泵的軸承、油封、齒輪等部件，如有損壞應予更換。

08

羅茨真空泵的故障及排除方法

1.故障現(xiàn)象：泵的抽氣量不夠

產生原因:

1)真空泵的轉速不夠；

2)密封不嚴，在進氣管路的連接處或軸封處漏氣；

3)泵的轉子與轉子、轉子外圓與泵殼，轉子端面與端蓋周的間隙過大，氣體返流量增大；

4)環(huán)境溫度或冷卻水的溫度過高。

排除方法：

1)如泵的轉速不夠，且抽氣量是與泵的轉速成正比，則泵的抽氣量就會下降。

這有兩種情況；一種情況是泵的轉速未配備好，也就是皮帶輪的直徑不合適，可更換皮帶輪，改變皮帶輪的直徑；

另一種情況可能是皮帶安裝不當、未張緊，皮帶打滑而降低了轉速，這可調節(jié)電機位置，使皮帶張到一定緊度。

2)查明何處漏氣，如是連接法蘭處漏氣，則可能是由于連接螺釘松動，墊圈壓破變質或者是法蘭面加工不平；

如是在軸封處漏氣，則有可能是密封皮碗未裝正或破裂，此時則更換皮碗并裝正；

若是填料密封的，可將扎進的填料掏出，更換新的，但填料的接口必須是斜面而互相搭接服貼，第一圈的接口必須與第二圈的接口錯開，不能在同一位置上。

3)若轉子與轉子型面間的間隙不均勻，在轉圈中處間隙大，另一處間隙小，這由于在裝配時同步齒輪的嚙合狀況未調整好，則這對同步齒輪之一的齒輪作輪轂固定，另一個齒輪的輪轂做成可以調節(jié)的，因為兩轉子的外型是共軛曲面，要互相正常嚙合。

與此同時，外端的傳動齒輪(同步齒輪)也要處于正常嚙合狀態(tài)，這樣轉子才能正常傳動。

否則，即使能轉動，也可能出現(xiàn)在轉冠中，兩轉子間的間隙時大時小。

在這種狀態(tài)下，將可調齒輪連接輪轂的螺釘擰松并拔出定位銷釘，進行調節(jié)，便轉子的嚙合和齒輪的嚙合同時達到正常嚙合狀態(tài)，這時各處間隙就均勻了，重新擰緊螺釘，重鉸銷釘孔并裝上銷釘定位。

倘如轉子外徑與泵殼的間隙某處過大，則可擰松端蓋與泵殼的連接螺釘，拔出定位銷，進行調節(jié)，待各處間隙都均勻了，再擰緊螺釘，重鉸端蓋與泵殼的定位銷孔并裝上錐銷。

4)環(huán)境溫度升高則抽氣量就會降低，針對這種情況，盡量將注入水溫降低。

2.故障現(xiàn)象：真空度不夠高

產生原因：

1)進氣系統(tǒng)密封不嚴，有漏氣現(xiàn)象；

2)泵本身密封不嚴，在軸封處漏氣；

3)轉子與轉子或轉子與殼體的間隙過大，空氣溫度過高：

4)泵的進出口氣體介質的壓力差過大。

排除方法：

解決前3種故障的辦法與前述方法相同。其中，空氣溫度過高，會降低真空度，如果是濕式泵則可在進氣口處注入冷水，如果是干式泵則在出氣口加冷卻器，降低空氣溫度。

對4)款壓差過大的原因甚多，如是干式泵需檢查安全閥(溢流閥)是否失靈，如失靈出氣壓力可能偏高，如是濕式泵則可能是出口水封壓力過高或者是出口管徑過小、彎頭太多而增加了出口阻力所致，針對實際情況予以排除。

3.故障現(xiàn)象：停車后泵再啟動困難

產生原因：

有時泵在連續(xù)運行時，未發(fā)現(xiàn)有什么不正常的現(xiàn)象發(fā)生，一旦在短暫的時間內停止運轉，再啟動就感到困難，甚至不能啟動，這種現(xiàn)象的發(fā)生，如是濕式泵，則可能有下列原因：

1)泵殼內壁和轉于外表面水垢積沉太厚，將間隙堵死了；

2)在安裝或更換進氣管道時，未很好將管內清洗干凈，致使焊渣或其它硬雜物帶進了泵內；

3)轉子發(fā)生串位，轉子端部與端蓋發(fā)生了摩擦而增大了阻力；

4)轉子軸彎曲，轉子或同步齒輪咬死。

排除方法：

1)進入泵的冷卻水，有的是未經(jīng)過處理的硬水，鈣質太重而在泵內產生沉積，尤其是未經(jīng)處理的硬水又在泵內處于50-60℃溫度下工作，就更容易沉積而成為水垢堵塞了泵的間隙。

解決的辦法有二：一為機械法，就是用鏟刀或刮刀把水垢鏟除，另一辦法是采用化學的方法，可用濃度為5％～10％的鹽酸。

其中，用化學法清除垢結束后，須用蒸汽和水進行洗滌，以免設備被腐蝕。為了避免產生嚴重的結垢現(xiàn)象，冷卻水應該是經(jīng)過處理的溫度在20℃以下的清潔冷水；

2)在裝管子之前，一定要將管內清理干凈，在有條件的場合，先將管內壁通擦干凈，而后用壓縮空氣吹洗；

3)取出轉子重新裝配，并查明原因何在，針對具體情況而予以適當處理；

4)將轉子從泵殼中取出，并將其放在兩個平行而等高的刀口上或與此類似的支架上，用千分表檢查轉子軸是否有彎曲和彎曲度的大小和方向，如彎曲度小則用壓力機矯直，如彎曲度大則需更換。

4.故障現(xiàn)象：泵在運轉時噪聲增大

產生原因：

1)轉子與轉子或轉子與殼體之間間隙不均勻或不合適而發(fā)生了摩擦，在這種情況下噪聲則可劇烈增加；

2)同步齒輪嚙合不好，或齒間間隙過大，或者是齒輪箱內缺乏潤滑油，齒與齒處于干摩擦狀態(tài)，這時齒箱內的噪聲也會劇烈增加：

3)泵的轉速過高，工作介質(空氣和水)在泵腔內和穩(wěn)壓箱中產生劇烈的碰撞，甚至泵還發(fā)生振動，當然噪聲也就增大了。

排除方法：

要仔細分析查聽，找出噪聲發(fā)源于何處，然后查出產生噪聲的原因，隨之降低噪聲的辦法也是有的。

1)如果轉子與轉子或轉子與泵殼發(fā)生摩擦而產生噪聲，這是完全可以測聽出來的，按照前面所述的調節(jié)轉子間隙的方法進行仔細調整，使其各個間隙都符合要求：

2)將同步齒輪中的一個，即輪轂是鑲上去的那個齒輪的輪轂連結螺釘擰松，并拔出定位銷，轉動齒圈，使其嚙合正常。

按規(guī)定在齒輪箱內加足潤滑油，克服干摩擦現(xiàn)象，噪聲自然就降低了；

3)如果轉速確實過高，則可更換皮帶輪而降低轉速，或同時在穩(wěn)壓箱的出口側添加一個消聲器。

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