真空泵维修与保养的方法

用真空泵过程中出现的一些问题，以下总结出了十五点关于真空泵的日

常保养以及维护知识：

1.检查真空泵管路及结合处有无松动现象。用手转动真空泵，试看真空泵是否灵活。

2.向轴承体内加入轴承润滑机油，观察油位应在油标的中心线处，润滑油应及时更换或补充。

3.拧下真空泵泵体的引水螺塞，灌注引水或引浆。

4.关好出水管路的闸阀和出口压力表及进口真空表。

5.点动电机，试看电机转向是否正确。

6.开动电机，当真空泵正常运转后，打开出口压力表和进口真空泵，视其显示出适当压力后，逐渐打开闸阀，同时检查电机负荷情况。

7.尽量控制真空泵的流量和扬程在标牌上注明的范围内，以保证真空泵在最高效率点运转，才能获得最大的节能效果。

8.真空泵在运行过程中，轴承温度不能超过环境温度35℃，最高温度不得超过80℃。

9.如发现真空泵有异常声音应立即停车检查原因。

10.真空泵要停止使用时，先关闭闸阀、压力表，然后停止电机。

11.真空泵在工作第一个月内，经100小时更换润滑油，以后每个500小时，换油一次。

12.经常调整填料压盖，保证填料室内的滴漏情况正常以成滴漏出为宜.。

13.定期检查轴套的磨损情况，磨损较大后应及时更换。

14.真空泵在寒冬季节使用时，停车后，需将泵体下部放水螺塞拧开将介质放净。防止冻裂。

15.真空泵长期停用，需将泵全部拆开，擦干水分，将转动部位及结合处涂以油脂装好，妥善保管。

油式真空泵：油式真空泵是通过油来密封，润滑，降温，这个类型的真空泵可以接受一点水分，而无油真空泵由于叶片材质多是石墨制作的，如果遇到水分，就容易膨胀，损坏，但是无油真空泵用起来比较干净，在一些环境要求比较高的地方可以使用。无油真空泵：它的工作原理和一般容积泵相同，由定子、转子、旋片、缸体、电机等主要零件组成。带有旋片的转子，偏心地安装在定缸内，当转子高速旋转时，转子槽内四个径向滑动旋片将泵腔分隔成四个工作室，由于离心力作用，旋片紧贴在缸壁，把定子进排出口分离开来，周而复始运转，进行变容，将吸入气体，从排气口排出，从而达到抽气目的。马力 工程师整理提供。根据环境要求还是用无油的比较适合。

干泵的泵腔内没有任何液体，可以从大气抽到几个Pa。1980年干泵在半导体行业己经替代油封式机械泵，获得（1～100）Pa的极限压力，用于化学汽相沉积和芯片的刻蚀。过去半导体行业的油封机械泵都是采用惰性的氟油来润滑，以防止腐蚀性气体对油的侵蚀，但是氟油十分昂贵，而且维护费用亦很高。

采用干式真空泵，泵内不仅不存在润滑油，而且亦不存在废液处理的问题。但是泵腔内没有油，就使得泵腔内部的间隙无法保持密封，而且还失去了用于控制温度的传热介质，这对干式真空泵带来很大的挑战。

早期的干泵是由几级罗茨型转子或几级爪型转子串联而成，它们在泵腔内没有任何接触，用同步齿轮带动二个平行的转子轴，由于泵腔内没有任何液体，所以内部间隙要尽可能保持很小，以减少气体的返流。但是这个很小的间隙对于工艺颗粒的堆积显得十分敏感，目前解决这个问题的办法就是：从泵的入口充入惰性气体将它冲刷掉，或者用惰性气体来稀释可凝性的腐蚀气体。

干泵在半导体行业应用成功，亦激励干泵制造商将干泵引入化学工业，虽然干泵价格昂贵，但运行成本较低，特别是没有废液处理问题，对环境和健康十分有利。目前各种类型的干泵很多，包括涡旋泵、隔膜泵、干式旋片泵、罗茨型干泵、爪式干泵和螺杆真空泵。在化工行业应用中占主导地位的是罗茨型干泵、爪式干泵和螺杆真空泵。

1 罗茨型干泵

罗茨型干泵是属于较大型的干式真空泵，在化学工业有着广泛应用。该泵是由三级三叶型罗茨转子串联组成，它们装在同一根轴上，各级转子之间由中隔板隔开，形成各级泵腔，上一级排气口连到下一级进气口，各级串联进行抽气。各级转子的直径和形状是相同的，各级转子的宽度向高压侧方向变窄，但是这种设计均需要级间冷却，亦即上一级排出的气体通过热交换器后冷却后再进入到下一级的入口，如图8所示。这种三叶型的罗茨型干泵虽然可以减少气体返流，但是被抽气体要经过曲折路程才能排出到泵外，容易造成工艺物料堆积在泵腔内，而且颗粒杂质也不容易直接排出到泵外。罗茨型干泵可以从大气抽到10Pa，抽速为（36～60）升/秒。

图8 罗茨型干泵

2 爪式干泵

爪泵在1930年就己经研究成功，并首次用于压缩机行业，这种爪式转子的特点是在高压下具有高的压缩比。爪式转子还具有两个功能：一是用来截获、输送以及压缩气体，另一个就是像阀门一样，在适当的时间打开和关闭吸气口和排气口。目前这种泵的设计结构大都是由一级罗茨转子与三级爪式转子串联而成，罗茨转子作为高真空级，爪形转子作为压缩排气级，如图9所示。

图9 单爪式泵

这种爪式干泵早期应用于半导体的溅射、刻蚀、离子注入及PCVD薄膜制备等领域时，由于在工艺过程中会生成大量微小颗粒或反应生成的腐蚀性介质，可以通过向泵口引入惰性气体进行清洗，以防止微小颗粒在泵腔内沉积，同时亦降低腐蚀性气体的浓度。爪型泵己经在化工行业的蒸发、蒸馏、干燥、浓缩等领域应用。这种爪型泵的极限压力为（1～10）Pa，抽速为（25～140）L/s。

3 螺杆真空泵

螺杆真空泵是20世纪90年代初出现的一种理想的泵种，具有抽速范围宽广、结构简单紧凑、泵腔内无摩擦组件、能耗低、无废液排放以及运行成本低等一系列优点，因而在半导体、光伏产业、化工、制药、石化、空间模拟、低压风洞等领域到广泛应用。

螺杆真空泵的工作原理：由一对同步齿轮带动逆向旋转的螺杆，在螺杆与螺杆之间、螺杆与泵腔之间均有一定的间隙，没有任何金属与金属之间的接触。于是螺杆在旋转过程中就将被抽气体从进气口吸入并排出到排气口，见图10。

图10 螺杆真空泵断面图

早期的螺杆真空泵是等螺距，为了降低能耗、降低泵腔内的温度，又开发了变螺距的螺杆真空泵。其中一种螺杆是由二段螺距大小不等的螺杆拼接而成，另外一种就是螺距连续变化的螺杆真空泵，螺杆是由一个整体材料加工制作而成，各种不同的螺杆设计见图11所示。

图11 各种不同的螺杆设计

变螺距真空泵的最大优点就是比等螺距螺杆真空泵节能30％，排气温度亦较低。图12和图13分别为等螺距与变螺距的P-V图。

图12 等节距螺杆P—V图

图13 变节距螺杆P—V图

与罗茨型干泵和爪式泵相比，螺杆真空泵被抽气体在泵内的路程很短（见图14、15、16），很少受到扰动，可以迅速排出，因而微小的颗粒杂质不易积累在泵内。

图14 多级罗茨式

图15 罗茨+爪式

图16 干式螺杆泵

另外，螺杆真空泵的抽速特性较好，有效工作压力范围很宽，在大气到100Pa时仍有较高抽速（见图17）。

图17 抽速特性比较

由于螺杆真空泵大多数是用于抽除腐蚀性或危险性气体，为了防止泵腔和螺杆被腐蚀或生锈并延长泵的使用寿命，根据不同的应用可选择下列不同的涂层：

PTFE(聚四氟乙烯)涂层：

●耐化学性能好；

●涂层寿命较短；

●熔点低于300℃；

●耐磨性较差。

NIFA涂层：

●2个涂层（Ni+PFA），第一层Ni（15～20）μm，第二层PFA（25～35）μm(可溶性聚四氟乙烯)；

●对所有的化学物质均具有良好的耐腐蚀性；

●耐机械划伤的性能好；

●即使PFA涂层磨损，仍然有Ni涂层保护基体材料。

NIFLON涂层：

●1个涂层（PTFE溶于化学镀Ni）15～20μm；

●良好的耐磨性；

●对基材具有良好的结合力；

●对极大多数化学物质具有良好的耐蚀性；

●耐机械划伤；

尽管螺杆真空泵有涂层保护，但是仍然要避免腐蚀性介质冷凝在泵内，因此正确的操作使用和日常维护仍然十分重要——

在启动螺杆泵以前，首先要从泵的入口充入惰性气体，运行半小时，使泵腔内的温度升高，以防止被抽气体冷凝在泵腔内；

在螺杆泵停机以前，亦要从泵的入口充入惰性气体，运行半小时，以彻底清除泵腔内的残余物质；

如果工艺物质堆积在泵腔内，造成再启动困难或启动电流过大，则需要在停泵情况下，关闭主阀，打开排气口，用水蒸汽进行冲刷，直到泵可以灵活转动为止；

最后，由于螺杆泵在化工行业使用工况比较恶劣，必须根据使用说明书的要求进行日常维护。

结语

液环泵结构简单，运动部件少，操作、维护都十分简便，而且价格亦较低廉。螺杆真空泵虽然价格比较昂贵，但性能十分优越，运行费用亦低，不存在废液排放问题，既节能又环保。所以上述两种真空泵最适合于化工工艺应用。

好凯德爪式真空泵原理：

有两个计数旋转的转子同步转动的压缩室，与不接触，不摩擦，很紧的间隙。在同步性是通过精密齿轮来实现的。作为爪轮流在吸入腔，气体流入通过进气口的腔室，并移向排放口。在运动过程中的这个过程中，气体被由于两个爪之间体积的收缩，直到下爪压缩揭示了压力通道。随后被压缩的气体排出通过的通道。以除去造成在压缩过程的热量，冷却空气被吸入壳体和一个消音盖之间。

一、罗茨真空泵的维护保养

（一）定期检查：

1．每日检查：

（1），油位检查：油位过多，使温度升高，油位过低，造成润滑不良。

（2），温度检查：用温度计检查各部位温度。

（3），电动机负荷检查：用功率表或电流、电压表测量电动机负荷。

2．每月检查：联轴器弹性体或三角胶带的张力。

3．每季检查；齿轮箱内润滑油是否变质。

4．每半年检查：

（1），前盖轴承箱内润滑油是否变质。

（2），密封是否损坏。

5．每一年检查：

（1），轴承是否磨损。

（2），活塞环及活塞环衬套是否磨损。

（3），齿轮微量程度的磨损对转子正常工作是否产生影响，是否需要调整。

二、罗茨真空泵的故障原因及其消除方法

故障

原因

消除方法

极限压力达不到

• 管道、系统漏气

• 泵部分漏气

• 前级泵极限压力下降

• 润滑油太脏或牌号不对

• 油封磨损

• 系统检漏

• 对泵检漏

• 修理或更换前级泵

• 调换润滑油

• 调换油封

抽速不足

• 管道通道能力不够

• 前级泵抽速下降

• 增大管道通道能力

• 修理或更换前级泵

电动机过载

• 入口压力过高

• 转子端面与端盖单面接触

• 前级泵返油进罗茨真空泵泵腔

• 调整、控制入口压力

• 调整转子端面间隙

• 装置防返油设备

过热

• 选择的前级泵抽速不够，造成压缩比过大

• 入口压力过高

• 冷却不良

• 齿轮箱润滑油过多

• 转子与泵壳接触

• 齿轮、轴承、油封润滑不良

• 重新选用前级泵

• 调整、控制入口压力

• 畅通、加大冷却水

• 调整油量

• 修整

• 保证油量适当，润滑良好

声音异常

• 装配不良

• 导向齿轮与转子位置偏移，使转子相碰

• 入口压力过高

• 过载或润滑不良造成对齿轮的损伤

• 轴承磨损

• 重装

• 调整位置、保证间隙

• 调整、控制入口压力

• 调换齿轮

5 ，调换轴承

轴承、齿轮早期磨损严重

• 润滑油不良

• 润滑油不足

• 调换润滑油

• 补充润滑油

下面是水环真空泵的维护保养方法：

泵在装配前，与水接触的非加工表面应涂防锈漆，与水接触的加工表面须涂防锈油脂。

泵运行后，应除净泵内积水，重新作防锈处理。

泵经防锈处理和表面涂漆并全部装配完毕后，吸入口和排气口应用盖板盖住。

泵如果在较长时间内不准备使用，为防止泵内生锈，应经常转动联轴器。

泵在开车之前，应该将水灌到大约在泵袖处的水位高度。如果水位高于泵轴，开车时将会有大量的水喷向气水分离器而形成剧烈的水力冲击，影响泵运行的平稳性和增加起动力矩，如果水位低于泵轴，将有可能不形成水环而使泵无法工作，或者由于水量很少而增加泵内零件磨损:

运行中，正确调整补充水水量是很重要的，过大或过小的补充水水最，对泵的性能和运行状况都有不容忽视的影响。

泵在运行中还应随时观察各部运行情况和仪表指示情况:

轴承是否发热。它的使用温度不得比周围温度高35℃,而其最高温度(不管周围温度如何)不得超过75℃。

每年至少济洗轴承一次，并将润滑油全部更换，注入新的黄油。但须注意，黄油不可注入太多，注入空间的2/3即可，如过多则会因润滑剂的内摩擦，使轴承温度反而增加。

轴封一般采用软填料，如有特殊要求时(如抽吸或压送易燃、易爆、有毒气体)，须改换成机械密封或其它型式轴封。装填料时，每根填料的切口部位要相互错开60°或90°,这样密封性能好些。

填料压的松紧程度应该合适，以使填料函中有成滴的水流出为宜。如果水流过多，说明补充水过多，或者填料压的太松。

运行时应经常观察真空度或排气压力是否正常和稳定，轴功率和转速是否比较稳定，补充水水量是否正常，泵运转声音是否正常。

每天工作24小时的泵，最好每隔15天停机一下，以用水清洗各种脏物。

定期检查(至少一月一次》泵内零件配合情况。如滚动轴承径向间隙，密封及填料情况、叶轮与前后侧盖的轴向间隙，各种螺栓的松紧程度，联轴器的弹性圈的弹性等。

泵运行一年后，应将零件全部拆卸检查。重点检查轴、叶轮是否有损伤痕迹，各种配合间隙(如叶轮与前后盖间隙，对双作用泵而言则擂检查叶轮与分配器的间隙)。

如补充水是硬度较高的硬水，则至少三个月清理一次水垢。平时也应随时注意结垢情况。

资料来源：http://www.89-china.com/article_cat-26.html

为了使系统内不存在任何一点易于大量放气的物质以及除去蒸气压较高的物质,必须进行彻底的处理。不同的真空元件和不同的材料有其特殊的清洗方法，常用的真空元件清洗方法如下。

(1)好凯德旋片式真空泵的清洗

对无明显故障的好凯德旋片式真空泵的清洗,一般不拆开泵,只需从放油孔排出旧油及脏物,用漏斗从进气口注入新真空泵油(作洗涤用),用手慢慢的旋转泵轮几圈后,再把此油放出。用同样的方法重复一、二次,就可灌新油正式使用。对新好凯德旋片式真空泵不必清洗,但需要检查管道入口处是否清洁,有无异物,并擦去表面油灰。

(2)金属扩散泵的清洗

雅之雷德机电科技根据实际经验总结,可按下述步骤进行:

①将泵内的喷口及引管小心地取出,并拆开,用干净的棉纱或废纸将泵内部及各级喷口与引管上的油脂擦掉

②用浓度为50～100克/升的苛性钠溶液,并加热到60～70℃,进行浸洗,或者直接用有机溶剂如四氯化碳,三氯化乙烯、丙酮等进行浸洗

③用热水冲洗

④用冷水多次冲洗

⑤将零部件用热风吹干或在烘箱中烘干。

(3)对玻璃扩散泵、玻璃管及玻璃活栓的清洗

①用冷水充分冲洗,必要时用药棉擦试

②若玻璃表面有油脂时,用较浓的苛性钠溶液清洗

③用重铬酸钾溶液(又称洗液)清洗,其配方如下:

重铬酸钾饱和水溶液 20～30毫升

浓硫酸(94%

) 500毫升

配制方法是,将重铬酸钾加入蒸馏水内,直到结晶不再溶化,即得到饱和溶液,量出所需的数量,然后将浓硫酸缓慢加入并不断的搅动,即配成洗液。使用时温度最好在100～110℃,此时溶液是透明红色,用过多次失效后,溶液变成绿色或泞污

④冷水冲洗,再用蒸馏水洗,玻璃上应没有肉眼可见的水珠

⑤用吹风机吹干或放于烘箱内烘干。

(4)真空橡胶管(或橡皮块)的清洗

①在15%～20%苛性钠溶液中热煮(70℃

～80℃)1小时以上。

②冷水漂净

③在水中煮沸

④吹干或烘干。

(5)玻璃活栓在使用下清洗

玻璃活栓在使用一段时间后,常后产生漏气,转动困难,此时可用药棉花醮点汽油、三氯化乙烯或四氯化碳擦洗,除去油脂。待溶剂完全挥发后,再涂以适当型号的真空脂密封。

(6)金属零件的清洗

一般小型金属零件,用有机溶剂去除油污,然后烘干。对金属零件及材料若有特殊的清洁要求,则此时的清洗方法,可按具体要求办理,总的原则是尽量减少气源和污染源。

当电机开始工作时，电机通过电机齿轮传递给介轮，再由介轮传递给主动齿轮带动同步从动齿轮做同步反方向运转，主动轴、从动轴便带动一级转子、二级转子、三级转子、四级转子进行连续吸排气做功，被抽气体通过进气口,进入进气口通道，在一级转子对的压缩下，一级泵腔内的气体通过一级排气道,进入二 级泵腔，二、三、四级泵腔内的气体做同样的运动，经四级排气道进入冷凝缓冲区，液体流向排液道,通过液体收集口可直接回收，残存气体通过消声器，排气口排出泵外，从而起到抽真空以及气液分离的作用。

四级泵腔依次串联，每级泵腔内各有一对共轭啮合，做同步反向运动的爪型转子。

四级泵腔中的第一级泵腔为吸气级，其吸气容积比后面三级大，形成级间压缩。

四对转子装在二根平行轴上，轴由上下两端轴承支撑，泵腔级与级之间有隔板，隔板上有吸排气通道。