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干式螺杆真空泵故障诊断

发布时间:2023-07-22

干式螺杆真空泵,是利用一对螺杆,在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备,两螺杆经精细动平衡校正,由轴承支撑,安装在泵壳中,螺杆与螺杆之间都有一定的间隙,因此泵工作时,相互之间无磨擦,运转平稳,噪音低,工作腔无需润滑油。

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干式螺杆真空泵是传统真空泵的更新换代产品,未来具有极大的市场前景。干式螺杆泵通常遇到的问题是应用和操作不当。以下对干式螺杆泵故障进行了简要分析。

(1)过热和卡死

干式螺杆泵对外界的各种条件是非常敏感的,通常造成过热的原因如下:

冷却水的流量不够和泠却水的温度过高。由于螺杆真空泵内部温度很高,它对于冷却水的流量和温度的要求比较严格,如果流量和温度不符合制造厂家的规定,会导致泵的过热和卡死。

入口气体温度过高。因为螺杆泵内部没有吸收热量的液体,根据干式螺杆真空泵的设计,其泵的内部温度是在110℃到260℃之间,所以厂家都规定了泵的最高入口温度,一般不允许超过70℃,如果忽略了这个问题,就会导致泵的内部温度过高,甚至泵被卡死。

罗茨泵的配比不合理。在螺杆真空泵与罗茨真空泵选型过程中,有些参数是必须考虑的,其中最主要的是干式螺杆泵与上游罗茨真空泵的配比,亦就是容积流率之比:

SR=S1/S2

S1/S2=P2/P1

S1———罗茨泵容积流率

S2———螺杆泵容积流率

P1———罗茨泵的入口压力

P2———螺杆泵的入口压力

SR———级比

由于S1通常大于S2,所以P2大于P1,当气体通过罗茨泵以后,其排出的气体温度会升高,当进入螺杆泵的气体温度超出允许值后,就会造成泵的过热甚致卡死。为了可靠起见,一般SR取2~4之间。

(2)泵腔内存在积液现象,造成振动和噪音增大

当螺杆真空泵抽除可凝性气体时,在泵的排气口会堆积被冷凝的液体,一旦泵停车时,这些液体就返回到泵腔内,造成泵再启动困难,振动和噪声增加大。如果这些液体具有腐蚀性,长时间残留在泵腔内,则会腐蚀螺杆和泵腔。

所以在设计真空装置时,泵的排气管道要低于泵的排气口的位置,或者在泵的排气口处安装一台单向阀,当泵停车时,阀门自动关闭,以防止被冷凝的液体倒流到泵腔内。

(3)油箱内的润滑油变质

螺杆真空泵大都用于抽除可凝性气体或腐蚀性气体。虽然泵腔和油箱之间设有机械密封或迷宫密封,而且在密封处还有气障保护,以防止工艺气体进入到油箱。但是仍然会有少量工艺气体进入到油箱,当积累到一定程度,润滑油就会变质。

所以油箱里的润滑油还是需要根据不同工艺,在3~6个月进行更换。如果被抽气体腐蚀性很强,则需要采用耐腐蚀的氟油,以确保泵的正常运行。

(4)电机电流过高

造成这个问题的原因有:

a.过高的排气压力(背压)。

b.由于冷却水和入口气体温度过高,而造成螺杆之间的相互接触。

c.工艺物质堆积在泵内。

上述a和b己经在前面讨论过,现在重点讨论工艺物质堆积问题。

众所周知,许多真空工艺都含有化学物质,它们在高温下具有粘性,很容易堆积并烧结在螺杆的表面,见图7所示,当堆积的厚度不断增加时,就会在螺杆与螺杆之间出现一个零间隙,造成相互接触,于是在泵轴上产生一个附加扭矩,导致泵的运行电流增加。

关于工艺物质堆积问题的解决方案,可以作如下选择:

方案1:在螺杆泵的上游设置分离罐或过滤器。

方案2:用水蒸汽冲洗。

方案1对于延长泵的寿命是非常有利,然而这些过滤器是很昂贵,亦需要经常维护,另外当过滤器堵塞时,会导致螺杆泵对容器的有效抽速下降。

方案2用水蒸汽冲洗,虽然无需过滤器,但操作不当,亦有可能造成对泵的损害和不能确保冲洗后的效果。冲洗时,泵要停止运行,关闭泵的入口阀门,打开泵的排气口,从泵的入口通入水蒸汽,直到螺杆泵可以灵活转动为止。冲洗完成后,螺杆泵仍需空转运行20分钟,使泵腔内部始终保持干燥状态。 


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