罗茨真空泵系统的应用及故障分析

2021-11-23李亮

商品与质量 2021年34期

李亮

河冶科技股份有限公司河北石家庄 050000

在真空保护下进行的冶金作业，可以实现大气中无法进行的冶金过程，能防止金属氧化，分离沸点不同的物质，除去金属中的O、N、H等气体或杂质，提高金属和合金的质量。罗茨真空泵作为VD精炼炉系统中的主要设备，只有对设备的原理、操作进行了充分了解与掌握，面对各种设备故障才能够做出正确及时的应对策略，保障生产顺利进行[1]。

1 罗茨真空泵系统

1.1 罗茨真空泵的工作原理

罗茨真空泵（简称：罗茨泵）是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。通常压缩比很低，故高、中真空泵需要前级泵。靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排大气。它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似，工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统的主泵相接。

罗茨泵在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。

1.2 罗茨真空泵的特点

在较宽的压强范围内有较大的抽速；启动快，能立即工作；对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；转子不必润滑，泵腔内无油；振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀；驱动功率小，机械摩擦损失小；结构紧凑，占地面积小；运转维护费用低。

1.3 罗茨真空泵组成

我公司真空系统每套泵组为4级罗茨泵串联组成，采用四套泵组（开3备1）并联的方式，组成变量泵机系统。每套泵组组成：第一级罗茨泵抽气能力：150m3/min，功率：22kW。第二级罗茨泵抽气能力：72m3/min，功率：11kW。第三级罗茨泵抽气能力：36m3/min，功率：7.5kW。第四级水环机械泵抽气能力：40.8m3/min，功率：75kW。

1.4 罗茨真空泵组脱气操作

①开始抽真空前选择要切除的泵组，然后选择手动或者自动模式。②自动真空：选择控制方式为自动，然后按下“自动启动”按钮，设备会按照检测的真空度，自行选择开启泵组，直到全完开启。当真空处理完毕，结束真空处理，按下“自动停止”按钮，停止真空泵运行。③手动步进：选择控制方式为手动，然后根据开启每一级泵组真空度要求，旋转“VD步进控制”的转换开关。真空开始第一步，步进控制从“0-1”，开启水环泵；第二步，到达17KPa后旋转到“2”，开启三级泵；第三步，达到6KPa，旋转到“3”，开启二级泵；第四步，达到2KPa，旋转到“4”，开启主泵；第五步，结束时，从4旋转到0位，结束真空泵运行。④破空：破空可以按操作台上破空按钮，按下破空，松开结束破空，或在计算机上点破空按钮。

2 罗茨真空系统的维护保养与故障处理

2.1 罗茨泵的维护与保养

（1）水环真空泵的工作液在长期使用后会有杂质沉积，应定期使用10%的草酸清洗泵腔。

（2）罗茨真空泵采用1﹟真空泵油，真空泵油应加至油位计的2／3处。

（3）罗茨泵在使用过程中，两个转子之间间隙会被所抽气体中的粉尘等粘性物料填充。可以通过以下方式清洗罗茨泵：①关闭总出气管道上的阀门，开启前级泵（水环泵），打开罗茨泵上口的球阀，从该阀门处慢慢充入水，此时罗茨泵在被动转动之下被所注入的溶剂清洗干净，被清洗下来的异物和水一起从罗茨泵下口的排水口排出。②清洗完毕后，继续从上口充入压缩空气，使罗茨泵上面的液体完全风干。③如上面清洗方法不能彻底清洗罗茨真空泵，则应拆开罗茨真空泵并清洗异物[2]。

（4）在霜冻季节或寒冷地区，泵房温度过低或长期不用时，应将水环泵及罗茨泵内的余水放空，防止冻坏泵体。

（5）真空泵组在运行时，必须保证泵组管道上，气动蝶阀的正常开关，如有问题及时处理。因为在长期使用过程中，压缩空气的潮湿或含杂质会引起气动蝶阀的电磁阀阀芯的堵塞。