干式涡旋真空泵发烫出现异响怎么办?
1、 发动机有异响
症状说明:发动机舱出现异响的可能性会比较多,大多数人也是凭声音来源判断出来是发动机舱的异响,通常会是金属刺耳声或是风啸式的异响。
解决办法:发动机异响标志发动机某一机构的技术状态已发生变化。主要是因有些零件磨损过甚或装配、调整不当引起的。有些异响尚可预告发动机将可能发生事故性损伤,因而当发动机出现异响时,应及时修理,防止故障扩大。
需要提醒的是,如果是发动机内的异响,车主多半是无法自行解决的,最好送厂检修。
2、 变速箱有异响
症状说明:车子在行驶中如果变速箱内部有“沙沙”声,而踩下离合器或油门后又没有了,换档时会有类似吹口哨的声音。
解决办法:变速器零件较多,引起响声的原因也比较复杂,在分析判断时应注意:是否与特定的速度有关,如有些行星齿发响在50Km/h左右比较明显。是否与某些档位有关,这对于判断变速器故障十分重要,若某档发响,肯定与影响该档传动的部件有关若所有档均发响,则往往是常啮合齿轮轴故障或变速器缺油。是否与特定的动作有关,如加、减档,起步,急加速,急减速,转弯等均是判断异响的有效手段,其中,变换速度、变换方向对于判定后桥故障尤为重要。
如果变速器异响明显,还是建议送专业维修厂检查出故障部件,然后进行更换。
3、 磨损有异响
症状说明:在开车踩油门或刹车时总有车身某部位的一些异响,声音并不大,并且也不影响正常驾驶,但总让人有一点担心是哪里出了故障。
解决办法:
车门异响主要是缺少润滑引起,但是要判断是车门铰链位置还是车门内部的玻璃升降器、门锁机构、拉手机构等。如果是车门铰链或者限位器,可以使用专用的车门铰链与滑道润滑脂,而车门内部的玻璃升降器、门锁机构、拉手机构等润滑则使用专用的车门附件润滑脂。品牌选择上尽量选用4S店常用品牌,如德国玛蒂、克鲁伯、虎头HOTOLUBE、福斯等。不宜采用机油或者普通黄油,冬季会冻结,有害气味会影响身体健康。
无油干式机械真空泵(又简称干式机械泵)是指泵能从大气压力下开始抽气,又能将被抽气体直接排到大气中去,泵腔内无油或其他工作介质,而且泵的极限压力与油封式真空泵同等量级或者接近的机械真空泵。目前,真空行业使用的大多数机械真空泵都是用油、水或其它聚合物等流体充当泵的工作介质,在泵内起冷却、密封、润滑等多种作用。随着科学技术的发展以及真空应用领域的扩大,原有的机械真空泵及其组成的抽气系统出现了两个急需解决问题:一是泵的工作介质返流污染被抽容器,而这种返流在许多情况下影响产品的质量、数量,增加设备的维护成本。其次,由于某些工艺过程中的反应物质使真空泵内的介质严重变质,使泵不能正常工作。对于普通的无油真空系统来说,虽然可用油封式真空泵加上冷阱或吸附阱之类附件来防止返流,但不能彻底解决问题,而且使系统显得复杂。而使用适当型式的干式机械真空泵,则可以达到理想的使用效果。干式机械真空泵的应用是广泛的,主要有以下几个方面:
1)低压化学气相沉积中的多晶硅制备工艺中;
2)半导体刻蚀工艺。在这些生产工艺中往往用到或生成腐蚀性气体和研磨微粒;
3)除半导体工艺外的某些产生微粒的工艺,不希望微粒混入泵油中,而希望微粒排出泵外,则用一定型式的干式机械真空泵可以满足要求;
4)在化学工业、医药工业、食品工业中的蒸馏、干燥、脱泡、包装等,要防止有机溶剂造成污染,适合用干式真空泵;
5)用做一般无油清洁真空系统的前级泵,以防止油污染。近年来,干式机械真空泵得到迅速的发展,国外多家大真空公司都研制出了新型的干式械真空泵。国内的许多单位也一直在进行干式机械真空泵的开发研制工作,如东北大学、沈阳真空技术研究所、上海真空泵厂等。目前,干式机械真空泵主要分为接触型及非接触型。接触型的干式泵有叶片式、凸轮式、往复活塞式、膜片式等,这类泵的速度较低,适用于小容量高压缩比(单级压缩比)。非接触型的干式泵有罗茨型、爪型、螺杆型、涡旋型等,其速度较高,适用大容量,低压缩比(指单级压缩比)。不同类型的干式泵具有各自的特点。使用时可根据不同的用途加以选择。
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。
来宝真空泵最初用作自吸水泵,后来逐渐用于许多工业领域,例如石油,化工,机械,采矿,轻工,医药和食品。 在许多工业生产过程中,例如真空过滤,真空转移,真空进料,真空蒸发,真空浓缩,真空回潮和真空脱气,水环泵已被广泛使用。 由于真空应用技术的飞速发展,水环泵在获得粗糙真空方面一直受到重视。 由于水环泵中的气体压缩是等温的,因此可以去除易燃易爆气体,还可以去除多尘和含水的气体。 因此,越来越多地使用水环泵。
补充泵体内的工作流体应使用适量的水。 当叶轮沿图中的顺时针方向旋转时,水将被叶轮甩出。 由于离心力,水形成了一个厚度大致相等的闭合环,该闭合环的厚度取决于泵腔的形状。 水环下部的内表面与叶轮轮毂正好相切,水环上部内表面与叶片的顶部刚好接触(实际上,叶片在叶轮上有一定的插入深度)。 水环)。 此时,在叶轮毂与水环之间形成了月牙形的空间,该空间被划分成与叶轮的叶片数相等的几个小腔。 如果叶轮的下部以0°为起点,则在将叶轮连接到端面上的吸油口之前,当叶轮旋转180°时,小腔的容积将从小变为大。 此时,气体被吸入,当吸入结束时,小腔室与吸入口隔离; 当叶轮继续旋转时,小腔从大到小变化,气体被压缩。 当小腔与排气口连通时,气体从泵中排出。
综上所述,莱宝真空泵依靠泵腔的容积变化来实现吸入,压缩和排气,因此属于可变容量真空泵。
莱宝真空泵在宽压力范围内具有高压缩比和稳定的抽速。 因为压缩室的容积变化是连续的,所以驱动扭矩的变化小,功率小并且振动噪声低。 没有干式真空泵的类型。 为了实现涡旋泵的有效工作,有必要使涡旋型材在每个真空气腔中啮合良好,以避免涡旋壁上的压力由于诸如大的压差之类的因素而恶化。 真空腔,热变形和部分排气腔高压气体滞留并降低了真空泵的效率。 因此,有必要确保涡流线之间的准确围堵和啮合,控制工作介质的泄漏,达到抽气的目的。 这是涡旋泵结构设计的重要基础。 在泵的空气流动通道中,无需使用任何油和密封液作为介质。 吸气室和压缩室由动涡旋和静态涡旋的相对旋转形成,以排出泵送的气体,并且吸气,压缩和排气过程不断完成。 因此,如何防止泄漏和解决密封问题尤为重要。 莱宝真空泵的密封件主要包括轴向啮合间隙的径向密封和径向啮合间隙的切向密封,即齿侧密封。
此外,还可采用无油涡旋真空泵来降低噪音。其压缩进程比较缓慢,有2个或者3个压缩过程同时进行,压缩腔相对曲轴对称,这样泵的运转过程平稳、驱动力矩和气体冲击波动小,使泵的噪音和振动降低。
泵的抽气速率和真空度越高,振动和噪音也越大。接触面积大,平衡不够好,力矩影响,工作环境不够洁净,都会造成振动和噪音比较大。如果是靠活塞往复运动或旋转将气体吸入、压缩并排出的真空泵,如往复真空泵、旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵,产生噪音的原因很大程度来自活塞的磨损。应避免在最大真空度或最大排气压力附近运行真空泵。在此区域内运行,不仅效率极低,而且工作很不稳定,易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言,在此区域之内运行,往往还会发生汽蚀现象,产生这种现象的明显标志是泵内有噪音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏,以致泵无法工作。根据以上原则,当泵所需的真空度或气体压力不高时,可优先在单级泵中选取。如果真空度或排气压力较高,单级泵往往不能满足,或者,要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量,即要求性能曲线在较高真空度时较平坦,可选用两级泵。如果真空度要求在-710mmHg以上,可选用水环-大气泵或水环-罗茨真空机组作为抽真空装置。
此外,还可采用无油涡旋真空泵来降低噪音。其压缩进程比较缓慢,有2个或者3个压缩过程同时进行,压缩腔相对曲轴对称,这样泵的运转过程平稳、驱动力矩和气体冲击波动小,使泵的噪音和振动降低。
真空泵的发声原理
真空泵是利用转子和可在转子槽内滑动的旋片的旋转运动以获得真空的一种变容机械真空泵。当采用工作液来进行润滑并填充泵腔死隙,分隔排气阀和大气时,即为通常所称的油封旋片真空泵。无工作液时,即为干式旋片真空泵,将另页介绍。
在油封旋片真空泵中,国内习惯上称皮带传动的为旋片真空泵,而把泵与电机直接连接或用联轴器连接的称为直联旋片真空泵。在每种泵中,又有单级和双级之分。在单级泵中,由于选用的结构形式和参数不同,泵的极限压力和用途也不同。
它们的共同特点是结构较简单,使用方便,能从大气压力下起动,可直接排人大气,偏心质量较小,维护简便,双级泵的极限压力为6×10-2~l×10-2Pa,一种单级泵可达4Pa左右,另一种单级泵为50~200Pa左右。
自1909年盖德(W.Gaede)发明旋片泵并取得德国专利,1936年又发明气镇泵,1941年取得专利以来,旋片真空泵得到广泛应用和不断完善。60年代末,国际上出现了提高转速,直联的小型化趋势,70年代初出现了直联系列产品,到80年代初,又推出了改进的系列产品,有多种可供用户选配的附件,可以保护泵,或保护环境,泵本身结构也有改进而使可靠性提高。
在泵的结构方面,为了能在停泵时防止返油,有的设有能自动切断油路的止回阀,有的设有进气通道截止阀,有的为了能在泵开气镇运转突然停电时自动切断气路来保持泵口处于真空状态而设有油泵和控制结构。在附件方面,有消雾器、气味过滤器、阻挡碎玻璃等杂物用的人口过滤器、灰尘过滤器、蒸汽凝结阱、化学阱,有控制泵温以提高水蒸气抽除率和保护泵的温控水量调节阀。到了80年代末,90年代初,又推出了油过滤器、能监视油温、油压、油质等的电子显示器,甚至可以与计算机联结,进行自动控制,采用强制润滑和风冷,使泵的连续工作入口压力达10kPa,甚至更高,同一台泵的适用范围因而更大。
双级旋片真空泵,可以广泛用于冰箱、空调机、灯泡、日光灯、瓶胆生产和电子、冶金、医药、化工、滤油机、印刷机械、包装机等工业,可作为扩散泵、罗茨泵、分子泵等的前级泵,供电子仪器、医疗仪器等配套和实验研究应用。由于直联泵没有皮带摩擦的粉尘的污染,体积小、重量轻、材料节约、功能日趋完善,更被广泛推广应用。
噪声成因和降低措施
旋片泵的噪声,通常指泵在温度稳定时,在极限真空下测得的噪声级。它包括泵本身的噪声和电机噪声对用户来说,还关心泵温未稳定时的起动阶段的噪声和不同入口压强下运转的噪声,还有开气镇工作时的噪声。因此。要考虑多种影响因素。
就发声的部位来分,泵的噪声有下列几个可能方面:
(1)旋片对缸体的撞击,泵残余容积和排气死隙中的压力油的发声;
(2)排气阀片对阀座和支持件的撞击;
(3)箱体内的回声和气泡破裂声;
(4)轴承噪声;
(5)大量气、油冲击挡油板等引起的噪声;
(6)其他。如传动引起的噪声,风冷泵的风扇噪声等。
(7)电机噪声,这是至关重要的因素。
分述如下:
1)旋片对缸壁的撞击。如果设计、制造或用料不当,引起旋片滑动不畅,或者由于存在排气死隙,不可压缩的油引起旋片头部不能始终紧贴缸壁运转,就会引起旋片对缸壁的撞击发声。因此,宜采用园弧面分隔进排气口的结构。用排气导流槽消除死隙。在采用线分隔结构时,应尽量缩短排气终点到切点的距离,对于70L/s以下的旋片泵,考虑旋片的实际厚度,建议取7~lOmm,大泵取大值。过近时,由于转子旋片槽的存在和旋片头部只有一条狭带接触,旋片转到切点位置时密封效果一旦不好,就会影响泵的抽速甚至极限压力。可见这种结构不能完全消除排气死隙,限制了降噪水平。
需要指出的是,旋片与槽的间隙过大会降低性能。因此,要保证合理的公差配合和形位公差值,注意旋片的热膨胀,避免旋片与槽拉毛,注意油的冷油粘度,设计足够的旋片弹簧力,在采用园弧面分隔时,转子中心的附加偏心值不宜过大。不然,旋片经过两个园弧,会在交点处产生脱离缸壁趋势,反而引起撞击噪声。一般小泵为0.20~0.25mm即可,大泵可适当加大。
排气死隙中的压力油和残余容积中的压力油的发声。泵到极限压力时,两处压力油会在与真空腔室接通时高速射向真空腔室,与转子、缸壁撞击发声。两处容积的大小、位置与噪声有关。
2)阀片对阀座和支持件的撞击噪声
吸入的气体量大,泵的循环油量多,阀片噪声就越大,阀跳高,阀的面积大,阀片噪声也大,阀片材料也有一定影响。橡胶阀片的噪声应比钢片或层压板为好。为此,要节制进油量,阀片关闭要及时,要严密。注意阀的选材与结构。
3)箱体内的回声和气泡破裂声气量增大时,此项噪声将增大。因此,开气镇时或通大气时此项噪声会明显增大。如果气镇量可调,则可合理调节气镇量。
4)大量气体和油排出时冲击挡油板等零部件时发出的噪声。如果零件刚性不足,或未紧固,产生振动与碰撞,会使此项噪声增大。因此挡油板不仅应有足够刚度并紧固,而且,在需与其他零件(如油箱)接触时,利用夹橡胶的方法可避免振动引起的碰撞噪声,并改善挡油效果。