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螺杆型干式真空泵详解

2024/10/18 14:34:35

螺杆型干式真空泵
1.工作原理

螺杆泵的工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环,现以其中的一对齿来说明。

1)吸气过程
下图示出螺杆泵的吸气过程,所研究的一对齿用箭头标出。在图中,阳转子按逆时针方向旋转,阴转子按顺时针方向旋转。图中的转子端面是吸气端面。
螺杆真空泵的吸气过程
图a示出吸气过程即将开始时的转子位置。在这一时刻,这一对齿前端的型线完全啮合,且即将与吸气口连接。
随着转子开始转动,由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积,这个齿间容积的扩大,在其内部形成了一定的真空,而此齿间容积又仅与吸气口连通,因此气体便在压差作用下流入其中,如图b中阴影部分所示。
在随后的转子旋转过程中,阳转子齿不断从阴转子齿的齿槽中脱离出来,齿间容积不断扩大,并与吸气孔口保持连通。
吸气过程结束时的转子位置如图c所示,其最显著的特点是齿间容积达到最大值。随着转子的旋转,所研究的齿间容积不会再增加。齿间容积在此位置与吸气孔口断开,吸气过程结束。
2)压缩过程
下图示出螺杆泵的压缩过程。图中的转子端面是排气端面。在这里,阳转子沿顺时针方向旋转,阴转子沿逆时针方向旋转。
螺杆真空泵的压缩过程
图a示出螺杆泵压缩过程即将开始时的转子位置。此时气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中,齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减小。
 随着转子的旋转,齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小。被密封在齿间容积中的气体被占据体积也随之减小,导致压力升高,从而实现气体的压缩过程,如图b所示。压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前。如图c所示。
3)排气过程
下图示出螺杆泵的排气过程。齿间容积与排气孔口连通后,即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小,具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出,如图a所示。
这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合,如图b所示。此时,齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出,封闭的齿间容积的体积变为零。
螺杆真空泵的排气过程
2.干式螺杆真空泵特征
①可靠性高。螺杆式干式真空泵零部件少,没有易损件,因此它运转可靠,寿命长。
②操作维护方便。
③动力平衡性好。螺杆式干式真空泵没有不平衡的惯性力,机器可平稳地高速运行。
④适应性强。螺杆式干式真空泵具有强制输气的特点,在宽广的压力范围内能保持较高的抽速,排气量几乎不受排气压力的影响.
⑤多相混输。由于螺杆式干式真空泵转子齿面间留有微小间隙,因而可抽除腐蚀性、有毒、含有粉尘、可凝性蒸汽等多种气体。
3.螺杆式干式真空泵的应用
螺杆式干式真空泵广泛应用于电子、核能、化工、医药、食品工业等领域。在半导体工业中用于生产芯片、制造液晶显示器、蚀刻、生产PLASMA的CVD制程。
在核工业中用于核反应堆及核工业真空获得;化工上用于真空蒸馏及溶剂萃取高效回收溶剂,在脂肪酸生产中用来消除水污染,清除喷射器中的阻塞物;医药工业中用于回收药液及药物中间体,为人造器官生产提供清洁无菌条件,回收气体消毒剂;食品工业中用于香料、香精浓缩,食品包装等。应用范围极为广泛。具体如下:
具体应用:干燥处理、真空蒸馏、分子蒸馏、溶剂的回收、油气回收、工厂普通真空、电子、真空镀膜、航空、核工业领域能够抽除普通空气,易燃易爆气体、腐蚀性气体,尤其能满足对获得清洁真空要求较高的环境。 
具体应用:真空镀膜、真空蒸馏、真空干燥、拉单晶、特气制造、离子刻蚀等。
纺织、冶金等行业 在氨纶、芳纶、纤维、冶金等相关工艺中应用干式真空泵。
具体应用:真空脱泡、VOD真空吹氧脱碳法等。
一类是以半导体行业为代表,要求真空泵向被抽空间内的返流为零,以保护工件免受污染。对半导体行业中应用的真空系统的要求大体分为三个等级。
①清洁条件下的抽气,只抽干空气或含少许水蒸汽的空气;
②中等条件下的抽气,抽除工艺过程的反应气体,但无固体颗粒物;
③恶劣条件下的抽气,抽除化学反应物(有毒甚至致癌)及固体颗粒物。
另一类是以石化行业为代表,要求真空泵能大量抽除可凝性气体,或腐蚀性气体,或有毒气体,或含有微尘的气体。螺杆式干式真空泵广泛应用于电子、核能、化工、医药、食品工业等领域。
4.干式螺杆真空泵的操作方法
1)开机前的检查与准备
①检查真空泵各个部件是否齐全;
②在不同油位视镜处检查油位,确认油位在油位视镜中线偏上约3mm处;
③检查确认真空机组各个阀门的状态;
a.工艺入口阀关闭
b.入口过滤器排污阀关闭?
c.出口管线畅通,出口管排污阀打开
d.冷却水入口管线和出口管线阀门打开
e.氮气线阀门打开,吹扫气压力为0.5bar,氮封气压力为3bar,吹扫阀关闭
2)干式螺杆真空泵的开机操作步骤
a.现场与中控联系,确认可以启动,通过现场操作柱启动按钮启动真空泵;
b.关闭出口管排污阀;
c.检查或调节氮封气流量,确认流量在2.5——3L/min;
d.打开吹扫阀,确认流量计流量调至最大,吹扫5——10分钟后,关闭吹扫阀;
e.打开工艺入口阀,切入系统;
f.真空泵运转过程中,注意观察机体温度,可通过温度调节阀调节水量来控制温度(温度调节阀位于0刻度时水量最大,位于5刻度时水量最小),要求温度尽量控制在50——75℃,确保不超过80℃。
3.螺杆真空泵的停机操作步骤
a.关闭工艺入口阀,切出系统;
b.打开吹扫阀,吹扫20——40分钟后,关闭吹扫阀;
c.通过现场操作柱停止按钮停机;
d.关闭氮气阀门;
e.关闭冷却水阀门;如冬季长期不用,需排净机体及管线内的冷却水以防冻;
f.打开出口管排污阀和入口过滤器排污阀,检查是否有冷凝液。
5.干式螺杆真空泵常见故障及处理方法
6.干式螺杆真空泵安装注意事项
1)螺杆泵在初次启动前,应对集泥池、进泥管线等进行清理,以防止在施工落下的石块、水泥块及其他金属物品进入破碎机或泵内。
平时启启动前应打开进出口阀门并确认管道通畅后方可动作,对正在运转的泵在巡视中应主要注意其螺栓是否有松动、机泵及管线的振动是否超标、填料部位滴水中否在正常范围、轴承及减速机温度是否过高、各运转部位是否有异常声响。
2)作为螺杆泵,它所输送的介质在泵中还起对转子的冷却及润滑作用,因此是不允许空转的,否则会因磨擦和发热损坏定子及转子,在泵初次使用之前应向泵的吸入端注入流体介质或者润滑液,如甘油的水溶液或者稀释的水玻璃、洗涤剂等等,以防初期启动时泵处于磨擦状态,在污水处理行业有时会发生污泥或者浮渣中的大块杂质(如包装袋等)将吸入管道堵塞的情况,应昼避免这各种现象的出现,如不慎发生此类情况应立即停泵清理,以保护泵的的安全运行。
3)泵和电机安装的轴度精确与否,是泵地否平衡运转的首要条件。虽然泵在出厂前均经过精确的调定,但底座安装固定不当会导致底座扭曲,引起同轴度的超差,因此在首次运转前,或在大修后应校验其同轴度。
4)基座螺栓及泵上各处的螺栓, 在运行过程中,基座螺栓的松动会造成机体的振动、泵体移动、管线破裂等现象,因此对基座螺栓的经常紧固是十分必要的,对泵体上各处的螺栓也应如此,.在工作中应经常检查电机与减速机之间、减速机与吸入腔之间以及吸入腔与定子之间的螺栓是否牢固。


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