羅茨真空泵系統的應用及故障分析

李亮

河冶科技股份有限公司 河北石家莊 050000

在真空保護下進行的冶金作業，可以實現大氣中無法進行的冶金過程，能防止金屬氧化，分離沸點不同的物質，除去金屬中的O、N、H等氣體或雜質，提高金屬和合金的質量。羅茨真空泵作為VD精煉爐系統中的主要設備，只有對設備的原理、操作進行了充分了解與掌握，面對各種設備故障才能夠做出正確及時的應對策略，保障生產順利進行[1]。

1 羅茨真空泵系統

1.1 羅茨真空泵的工作原理

羅茨真空泵（簡稱：羅茨泵）是指泵內裝有兩個相反方向同步旋轉的葉形轉子，轉子間、轉子與泵殼內壁間有細小間隙而互不接觸的一種變容真空泵。通常壓縮比很低，故高、中真空泵需要前級泵?？勘们粌纫粚θ~形轉子同步、反向旋轉的推壓作用來移動氣體而實現抽氣的真空泵。此泵不可以單獨抽氣，前級需配油封、水環等可直排大氣。它的結構和工作原理與羅茨鼓風機相似，工作時其吸氣口與被抽真空容器或真空系統的主泵相接。

羅茨泵在泵腔內，有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。在轉子之間，轉子與泵殼內壁之間，保持有一定的間隙，可以實現高轉速運行。

1.2 羅茨真空泵的特點

在較寬的壓強范圍內有較大的抽速；啟動快，能立即工作；對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；轉子不必潤滑，泵腔內無油；振動小，轉子動平衡條件較好，沒有排氣閥；驅動功率小，機械摩擦損失??；結構緊湊，占地面積小；運轉維護費用低。

1.3 羅茨真空泵組成

我公司真空系統每套泵組為4級羅茨泵串聯組成，采用四套泵組（開3備1）并聯的方式，組成變量泵機系統。每套泵組組成：第一級羅茨泵抽氣能力：150m3/min，功率：22kW。第二級羅茨泵抽氣能力：72m3/min，功率：11kW。第三級羅茨泵抽氣能力：36m3/min，功率：7.5kW。第四級水環機械泵抽氣能力：40.8m3/min，功率：75kW。

1.4 羅茨真空泵組脫氣操作

①開始抽真空前選擇要切除的泵組，然后選擇手動或者自動模式。②自動真空：選擇控制方式為自動，然后按下“自動啟動”按鈕，設備會按照檢測的真空度，自行選擇開啟泵組，直到全完開啟。當真空處理完畢，結束真空處理，按下“自動停止”按鈕，停止真空泵運行。③手動步進：選擇控制方式為手動，然后根據開啟每一級泵組真空度要求，旋轉“VD步進控制”的轉換開關。真空開始第一步，步進控制從“0-1”，開啟水環泵；第二步，到達17KPa后旋轉到“2”，開啟三級泵；第三步，達到6KPa，旋轉到“3”，開啟二級泵；第四步，達到2KPa，旋轉到“4”，開啟主泵；第五步，結束時，從4旋轉到0位，結束真空泵運行。④破空：破空可以按操作臺上破空按鈕，按下破空，松開結束破空，或在計算機上點破空按鈕。

2 羅茨真空系統的維護保養與故障處理

2.1 羅茨泵的維護與保養

（1）水環真空泵的工作液在長期使用后會有雜質沉積，應定期使用10%的草酸清洗泵腔。

（2）羅茨真空泵采用1﹟真空泵油，真空泵油應加至油位計的2／3處。

（3）羅茨泵在使用過程中，兩個轉子之間間隙會被所抽氣體中的粉塵等粘性物料填充?？梢酝ㄟ^以下方式清洗羅茨泵：①關閉總出氣管道上的閥門，開啟前級泵（水環泵），打開羅茨泵上口的球閥，從該閥門處慢慢充入水，此時羅茨泵在被動轉動之下被所注入的溶劑清洗干凈，被清洗下來的異物和水一起從羅茨泵下口的排水口排出。②清洗完畢后，繼續從上口充入壓縮空氣，使羅茨泵上面的液體完全風干。③如上面清洗方法不能徹底清洗羅茨真空泵，則應拆開羅茨真空泵并清洗異物[2]。

（4）在霜凍季節或寒冷地區，泵房溫度過低或長期不用時，應將水環泵及羅茨泵內的余水放空，防止凍壞泵體。

（5）真空泵組在運行時，必須保證泵組管道上，氣動蝶閥的正常開關，如有問題及時處理。因為在長期使用過程中，壓縮空氣的潮濕或含雜質會引起氣動蝶閥的電磁閥閥芯的堵塞。

2.2 真空系統的常見故障與處理方法

（1）粗真空度降至99-102KPa不能繼續下降。故障部位：①罐蓋未降落到底部，或氟膠條密封部位有渣料。②羅茨泵2、3、4級泵、主管道放水閥處于打開狀態。處理方法：①將罐蓋降落到底部，或清理氟膠條密封部位的渣料；②關閉羅茨泵2、3、4級泵、主管道放水閥。

（2）粗真空度降至2-3KPa不能繼續下降。故障部位：①羅茨泵2、3、4級泵、主管道放水閥未完全關閉；②單向閥、精濾網、人孔、清灰孔螺栓有松動或緊固不均勻。處理方法：①關閉羅茨泵2、3、4級泵、主管道放水閥；②重新緊固螺栓。

（3）高真空度降至300-500Pa不能繼續下降。故障部位：在停泵不破空狀態下，檢查所有可能漏氣點。處理方法：用紙筒點燃后放置各連接處，煙被吸入管道內的位置則表示漏氣。

（4）真空結束，停泵時有異響。故障部位：停泵時觀察真空泵的2、3、4級泵，出現倒轉，則此組泵單向閥卡住。處理方法：封閉不嚴。拆卸清理單向閥。

（5）精濾網或軟連接濾網積灰較多。故障部位：除塵布袋燒損。處理方法：對燒損布袋進行更換。

3 結語

由于羅茨真空泵抽速大、噪音低、節能效果明顯，是以后的生產中大力推廣的節能設備。通過對羅茨真空泵原理的學習以及實際使用過程中的故障進行分析總結，使我們對羅茨真空泵有了更深一步的了解，更好的服務于公司的生產發展。