罗茨真空泵、螺杆泵、滑阀泵、旋片泵在真空熔炼过程中的稳定运行及真空度保障研究

摘要：本论文深入探讨罗茨真空泵、螺杆泵、滑阀泵、旋片泵在真空熔炼时稳定运行的重要性及其对真空度的影响，分析各泵相互配合工作的要求，阐述常见故障现象、原因及处理方法，强调日常维护保养的作用与要求，论述保证真空度的重要性以及维修时的注意事项和维修质量的关键意义，旨在为真空熔炼设备的高效运行提供理论支持与实践指导。

关键词：罗茨真空泵；螺杆泵；滑阀泵；旋片泵；真空熔炼；真空度；稳定运行；维护维修

一、引言

真空熔炼技术凭借其能够有效去除金属中的气体、夹杂物，提高金属纯度和性能的优势，在现代冶金行业中得到广泛应用。而罗茨真空泵、螺杆泵、滑阀泵、旋片泵作为真空熔炼系统的核心组成部分，其运行状态直接影响着真空熔炼的质量和效率。深入研究这些真空泵在真空熔炼中的工作特性，对于保障设备稳定运行、提升真空度具有重要意义。

二、四种真空泵的工作原理及相互配合工作要求

2.1 罗茨真空泵工作原理

罗茨真空泵是一种无内压缩的容积式真空泵，主要由两个“8”字形转子、泵体、齿轮箱等部件组成。两个转子在电机带动下，通过同步齿轮反向旋转，在泵腔内不断改变气体的容积，将气体从进气口推向排气口。罗茨真空泵具有抽速大、启动快等优点，但不能单独在大气压下工作，需与前级泵配合使用 。

2.2 螺杆泵工作原理

螺杆泵通过一对相互啮合的螺杆转子进行工作，转子表面经过精密加工，具有特殊的螺旋型线。在运转过程中，螺杆转子之间以及转子与泵体之间形成一个个封闭的空间，随着转子的转动，这些空间不断向排气口移动，容积逐渐减小，从而实现气体的压缩与排出。螺杆泵无油润滑、清洁度高、振动小，适用于对清洁度要求较高的真空系统。

2.3 滑阀泵工作原理

滑阀泵的主要部件包括泵体、偏心转子、滑阀环和滑阀杆等。偏心转子在泵体内旋转，滑阀环在转子的带动下沿泵体内壁做偏心运动，同时滑阀杆在滑阀环的带动下做往复运动，使泵腔的容积周期性变化，完成吸气、压缩和排气过程。滑阀泵可获得较高的真空度，常用于中真空系统。

2.4 旋片泵工作原理

旋片泵由泵腔、转子、旋片等部件组成。转子偏心安装在泵腔内，转子槽内装有可滑动的旋片，在弹簧力和离心力的作用下，旋片始终紧贴泵腔内壁。当转子旋转时，旋片将泵腔分割成若干个可变容积的小室，随着转子的转动，小室容积不断变化，实现气体的吸入和排出。旋片泵广泛应用于低真空和中真空领域。

2.5 相互配合工作要求

在真空熔炼系统中，通常采用多级泵组合的方式来达到所需的真空度。一般情况下，罗茨真空泵作为主抽泵，与滑阀泵、旋片泵等作为前级泵配合使用。螺杆泵可根据系统对清洁度的要求，与其他泵组合。罗茨真空泵启动前，前级泵需先运行达到一定的真空度，防止罗茨泵过载；各泵之间的连接管路应合理布局，减少阻力，保证气体顺畅流动；同时，要根据真空熔炼工艺的不同阶段，合理调整各泵的运行参数，确保整个真空泵系统高效稳定运行。

三、常见故障现象、产生原因及相应处理方法

3.1 罗茨真空泵常见故障及处理

·故障现象：泵体温度过高。

·产生原因：齿轮润滑不良、转子与泵体间隙过小、排气压力过高。

·处理方法：检查齿轮箱润滑油，及时补充或更换；调整转子与泵体间隙至规定范围；检查排气系统，排除堵塞，降低排气压力。

·故障现象：异常振动和噪声。

·产生原因：转子不平衡、同步齿轮磨损、轴承损坏。

·处理方法：对转子进行动平衡校正；更换磨损的同步齿轮；更换损坏的轴承。

3.2 螺杆泵常见故障及处理

·故障现象：抽气效率下降。

·产生原因：螺杆转子磨损、密封件老化、进气口堵塞。

·处理方法：修复或更换磨损的螺杆转子；更换老化的密封件；清理进气口杂质，保证进气通畅。

·故障现象：电机过载。

·产生原因：排气压力过高、泵内进入异物。

·处理方法：检查排气系统，降低排气压力；停机拆卸泵体，清除异物。

3.3 滑阀泵常见故障及处理

·故障现象：真空度达不到要求。

·产生原因：润滑油污染、滑阀组件磨损、泵体密封泄漏。

·处理方法：更换清洁的润滑油；修复或更换磨损的滑阀组件；检查密封部位，更换损坏的密封件。

·故障现象：滑阀运动卡滞。

·产生原因：润滑油不足、泵腔内有杂质。

·处理方法：补充润滑油；拆卸泵体，清理泵腔内杂质。

3.4 旋片泵常见故障及处理

·故障现象：泵油乳化。

·产生原因：系统中有水分进入、泵油使用时间过长。

·处理方法：检查系统，排除水分来源；更换新的泵油。

·故障现象：旋片磨损严重。

·产生原因：泵腔内有硬质颗粒、润滑不良。

·处理方法：清理泵腔内硬质颗粒；保证良好的润滑，定期检查和更换润滑油。

四、日常维护保养的作用与要求

4.1 日常维护保养的作用

日常维护保养是保证真空泵稳定运行的重要措施。通过定期检查和维护，可以及时发现潜在的故障隐患，防止故障的发生，延长真空泵的使用寿命；保证真空泵的性能稳定，维持良好的抽气效率和真空度，满足真空熔炼工艺的要求；同时，还能降低维修成本，提高生产效率。

4.2 日常维护保养的要求

·定期检查：定期检查各泵的运行参数，如真空度、电流、温度、振动等，做好记录，对比分析运行状态变化。

·润滑管理：按照规定的周期和标准，对泵的润滑部位进行润滑，及时补充或更换润滑油，保证润滑良好。

·清洁工作：保持泵体及周边环境的清洁，防止灰尘、杂质进入泵内，影响泵的正常运行。

·密封检查：定期检查泵体各密封部位，确保密封良好，防止气体泄漏影响真空度。

五、保证真空度的重要意义

在真空熔炼过程中，真空度是决定产品质量的关键因素之一。较高的真空度可以有效降低金属液中的气体溶解度，减少气孔、夹杂等缺陷的产生；促进金属液中低沸点杂质的蒸发和去除，提高金属材料的纯度；同时，合适的真空度还能改善金属液的流动性和凝固过程，提高产品的组织性能。如果真空度无法保证，将导致金属材料质量下降，废品率增加，严重影响生产效益和企业竞争力。

六、维修时的注意事项和维修质量的关键作用

6.1 维修时的注意事项

·安全操作：维修前必须切断电源，确保设备处于停机状态，并释放系统内的压力，防止发生安全事故。

·零件保管：拆卸下来的零件要妥善保管，分类存放，防止丢失和损坏，特别是精密零件。

·清洁要求：维修过程中要保持工作环境和零件的清洁，防止杂质进入泵内，影响维修质量。

·装配规范：按照装配工艺要求进行装配，保证各部件的安装位置和间隙符合规定标准，确保装配精度。

6.2 维修质量的关键作用

维修质量直接关系到真空泵能否恢复正常性能，保证稳定运行。高质量的维修可以彻底解决故障问题，避免故障反复出现，减少停机时间，提高生产效率；同时，良好的维修质量还能延长真空泵的使用寿命，降低设备更新成本，对保障真空熔炼过程的连续性和产品质量稳定性具有关键作用。

七、结论

罗茨真空泵、螺杆泵、滑阀泵、旋片泵在真空熔炼过程中发挥着重要作用，其稳定运行是保证真空度的关键。深入了解四种泵的工作原理、相互配合要求，掌握常见故障的处理方法，做好日常维护保养工作，严格遵守维修注意事项，保证维修质量，对于提高真空熔炼设备的可靠性和稳定性，提升产品质量，降低生产成本具有重要意义。未来，随着真空熔炼技术的不断发展，对真空泵系统的性能和可靠性也将提出更高的要求，需要进一步加强相关研究和实践，推动真空泵技术的创新与发展。

参考文献：

[1]戴映红、黄智敏、范传法. 罗茨真空泵. 两叶与三叶转子气冷式罗茨真空泵气动噪声分析，2012年

[2] 姜燮昌. 螺杆真空泵. 干式螺杆真空泵的结构、性能与应用，2018年