罗茨泵的工作原理和维修方法，请收藏

2023/04/17

罗茨真空泵有干式（纯抽吸气体）和湿式（可抽吸气水混合物）两种。

　　一般在重工业部门和物理实验室里多用干式（要与前级泵组合使用）；在轻工业和食品品等工业部门多用湿式（不带前级泵只带稳压箱）而直排大气。

　　这种泵具有效率高、能耗低、噪音小、结构简单、布置合理、操作简便、维修周期长等优点，使用范围越来越广。

　　01、罗茨泵工作原理

　　罗茨泵是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵是靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。

　　罗茨真空泵是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排大气。

　　它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似，工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统主抽泵相接。这种真空泵的转子与转子之间、转子与泵壳之间互不接触，间隙一般为0.1～0.8毫米；不需要用油润滑。转子型线有圆弧线、渐开线和摆线等。渐开线转子泵的容积利用率高，加工精度易于保证，故转子型线多用渐开线型。

　　罗茨真空泵的转速可高达3450～4100转/分；抽气速率为30～10000升/秒（1升=10-3米3）；极限真空：单级为6.5×102帕，双级为1×103帕。

　　罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度，可将罗茨泵串联使用。罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。

　　由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强突然增高。

　　当转子继续转动时，气体排出泵外。罗茨泵在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。

　　02、罗茨泵结构组成

　　罗茨真空泵的两个转子在泵体中如何布置，决定了泵的总体结构。国内外罗茨真空泵的总体结构布置一般有三种方案：

　　1、立式：两个转子的轴线呈水平安装，但两个转子轴线构成的平面与水平面垂直，这种结构，泵的进排气口呈水平设置，装配和连接管道都比较方便。

　　但其缺点是泵的重心太高，在高速运转时稳定性差，所以除小规格的泵外，采用这种结构型式的不太多。

　　2、卧式：两个转子的轴线呈水平安装，两个转子轴线构成的平面成水平方向，这种结构的泵的进气口在泵的上方，排气口在泵的下方（也有与此相反的）。

　　下边的排气口一般为水平方向接出，所以进排气方向是相互垂直的。排气口接一个三通管向两个方向开口，一端接排气管道，另一端死或接旁通阀时使用。

　　这种结构的特点是重心低，高速运转时稳定性好。国内外大中型泵多采用此种结构型式。

　　3、竖轴式：国外有的罗茨泵的两个转子轴线与水平面垂直安装。

　　这种结构的装配间隙容易控制，转子装配方便，占地面积小，但齿轮等传动机构装拆不便，润滑装置也较复杂。

　　当总体结构决定后，泵体本身的结构与形状也就相应地决定了。

　　4、带溢流阀的罗茨泵：为了防止超载引起事故，罗茨泵上装有一个比较可靠的安全保护器，即在旁通管路上装有一个溢流阀。排气口处于规定压力时，溢流阀是关闭的。

　　当其排气口压力超过规定压力时，则溢流阀的阀门自动被顶开而产生溢流，排气口压力变正常后，溢流阀再自行关闭。

　　它能自动调节，也是泵的允许压差装置，因此溢流阀的最大好处是使罗茨泵能连同前级泵一起，在各种压力范围内能连续运转。

　　采用这种设计，能使真空容器在粗真空状态的抽气停息时间可缩短30~50%。

　　对于比较大的泵，溢流阀安装在泵体外边的旁通管路上，在比较小的泵上，溢流阀则是装在泵壳内的。

　　5.带蒸汽冷凝器的罗茨泵：在需要抽吸蒸汽情况下，抽气机组必须设计会使蒸汽冷凝的冷凝器，这个冷凝器可装在泵之前或装在泵之后，而不装在罗茨泵的泵体上。

　　在某种情况下，冷凝器升华吸热能够减少罗茨泵发热。

　　假设采用了复式冷凝器，在维修时可用适当的溶剂清除污垢，蒸汽就能顺畅地在导管中流动。

　　03、罗茨泵的特点

　　1、在较宽的压强范围内有较大的抽速；

　　2、启动快，能立即工作；

　　3、对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；

　　4、转子不必润滑，泵腔内无油；

　　5、振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀；

　　6、驱动功率小，机械摩擦损失小；

　　7、结构紧凑，占地面积小；

　　8、运转维护费用低。

　　因此，罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。

　　04、注意事项

　　罗茨泵工作原理性能特点罗茨泵实质上与凸轮泵相同，但转子是罗茨型的。它能输送黏度为数万厘泊的液体。

　　罗茨泵主要是有两个旋转方向相反的转子位于泵体中，由一对同步齿轮传动，对于罗茨泵的转子，在泵体内是互相啮合的，但具有间隙。

　　间隙大小主要取决于液体黏度。超过一定黏度范围必须调整增大间隙。

　　1、罗茨泵经常检查油位位置，不符合规定时须调整使之符合要求。以罗茨泵运转时，油位到油标中心为准。

　　2、罗茨泵换油期限按实际使用条件和能否满足性能要求等情况考虑，由用户酌情决定。

　　一般新罗茨泵，抽除清洁干燥的气体时，建议在工作100小时左右换油一次。待油中看不到黑色金属粉末后，以后可适当延长换油期限。

　　3、罗茨泵经常检查油质情况，发现油变质应及时更换新油，确保罗茨泵工作正常。

　　4、罗茨泵一般情况下，罗茨泵工作2000小时后应进行检修，检查桷胶密封件老化程度，检查排气阀片是否开裂，清理沉淀在阀片及排气阀座上的污物。

　　清洗整个罗茨泵腔内的零件，如转子，旋片，弹簧等.一般用汽油清洗，并烘干。对橡胶件类清洗后用干布擦干即可。清洗装配时应轻拿轻放小心碰伤。

　　5、罗茨泵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。

　　6、罗茨泵检查罗茨泵管路及结合处有无松动现象。用手转动罗茨泵，试看罗茨泵是否灵活。

　　7、罗茨泵重新装配后应进行试运行，一般须空运转2小时并换油二次，因清洗时在罗茨泵中会留有一定量易挥发物，待运转正常后，再投入正常工作。

　　8、罗茨泵开动电机，当罗茨泵正常运转后，打开出口压力表和进口罗茨泵，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。

　　9、罗茨泵尽量控制罗茨泵的流量和扬程在标牌上注明的范围内，以保证罗茨泵在最高效率点运转，才能获得最大的节能效果。

　　05、罗茨泵的维修

　　1、故障现象：泵的抽气量不够

　　产生原因：

　　1)真空泵的转速不够；

　　2)密封不严，在进气管路的连接处或轴封处漏气；

　　3)泵的转子与转子、转子外圆与泵壳，转子端面与端盖周的间隙过大，气体返流量增大；

　　4)环境温度或冷却水的温度过高。

　　排除方法：

　　1)如泵的转速不够，且抽气量是与泵的转速成正比，则泵的抽气量就会下降。

　　这有两种情况；一种情况是泵的转速未配备好，也就是皮带轮的直径不合适，可更换皮带轮，改变皮带轮的直径。

　　另一种情况可能是皮带安装不当、未张紧，皮带打滑而降低了转速，这可调节电机位置，使皮带张到一定紧度。

　　2)查明何处漏气，如是连接法兰处漏气，则可能是由于连接螺钉松动，垫圈压破变质或者是法兰面加工不平。

　　如是在轴封处漏气，则有可能是密封皮碗未装正或破裂，此时则更换皮碗并装正。

　　若是填料密封的，可将扎进的填料掏出，更换新的，但填料的接口必须是斜面而互相搭接服贴，第一圈的接口必须与第二圈的接口错开，不能在同一位置上。

　　3)若转子与转子型面间的间隙不均匀，在转圈中处间隙大，另一处间隙小，这由于在装配时同步齿轮的啮合状况未调整好，则这对同步齿轮之一的齿轮作轮毂固定，另一个齿轮的轮毂做成可以调节的，因为两转子的外型是共轭曲面，要互相正常啮合。

　　与此同时，外端的传动齿轮(同步齿轮)也要处于正常啮合状态，这样辐子才能正常传动。否则，即使能转动，也可能出现在转冠中，两转子间的间隙时大时小。

　　在这种状态下，将可调齿轮连接轮毂的螺钉拧松并拔出定位销钉，进行调节，便转子的啮合和齿轮的啮合同时达到正常啮合状态，这时各处间隙就均匀了，重新拧紧螺钉，重铰销钉孔并装上销钉定位。

　　倘如转子外径与泵壳的间隙某处过大，则可拧松端盖与泵壳的连接螺钉，拔出定位销，进行调节，待各处间隙都均匀了，再拧紧螺钉，重铰端盖与泵壳的定位销孔并装上锥销。

　　4)环境温度升高则抽气量就会降低，针对这种情况，尽量将注入水温降低。

　　2、故障现象：真空度不够高

　　产生原因：

　　1)进气系统密封不严，有漏气现象；

　　2)泵本身密封不严，在轴封处漏气；

　　3)转子与转子或转子与壳体的间隙过大，空气温度过高：

　　4)泵的进出口气体介质的压力差过大。

　　排除方法：

　　解决前3种故障的办法与前述方法相同。其中，空气温度过高，会降低真空度，如果是湿式泵则可在进气口处注入冷水，如果是干式泵则在出气口加冷却器，降低空气温度。

　　对4)款压差过大的原因甚多，如是干式泵需检查安全阀(溢流阀)是否失灵，如失灵出气压力可能偏高，如是湿式泵则可能是出口水封压力过高或者是出口管径过小、弯头太多而增加了出口阻力所致，针对实际情况予以排除。

　　3、故障现象：停车后泵再启动困难

　　产生原因：

　　有时泵在连续运行时，未发现有什么不正常的现象发生，一旦在短暂的时间内停止运转，再启动就感到困难，甚至不能启动，这种现象的发生，如是湿式泵，则可能有下列原因：

　　1)泵壳内壁和转于外表面水垢积沉太厚，将间隙堵死了；

　　2)在安装或更换进气管道时，未很好将管内清洗干净，致使焊渣或其它硬杂物带进了泵内；

　　3)转子发生串位，转于端部与端盖发生了摩擦而增大了阻力；

　　4)转子轴弯曲，转子或同步齿轮咬死。

　　排除方法：

　　1)进入泵的冷却水，有的是未经过处理的硬水，钙质太重而在泵内产生沉积，尤其是未经处理的硬水又在泵内处于50-60℃温度下工作，就更容易沉积而成为水垢堵塞了泵的间隙。

　　解决的办法有二：一为机械法，就是用铲刀或刮刀把水垢铲除，另一办法是采用化学的方法，可用浓度为5％～10％的盐酸。

　　其中，用化学法清除垢结束后，须用蒸汽和水进行洗涤，以免设备被腐蚀。为了避免产生严重的结垢现象，冷却水应该是经过处理的温度在20℃以下的清洁冷水；

　　2)在装管子之前，一定要将管内清理干净，在有条件的场合，先将管内壁通擦干净，而后用压缩空气吹洗；

　　3)取出转子重新装配，并查明原因何在，针对具体情况而予以适当处理

　　4)将转子从泵壳中取出，并将其放在两个平行而等高的刀口上或与此类似的支架上，用千分表检查转子轴是否有弯曲和弯曲度的大小和方向，如弯曲度小则用压力机矫直，如弯曲度大则需更换。

　　4、故障现象：泵在运转时噪声增大

　　产生原因：

　　1)转子与转子或转子与壳体之间舱间隙不均匀或不合适而发生了摩擦，在这种情况下噪声则可剧烈增加；

　　2)同步齿轮啮合不好，或齿间间隙过大，或者是齿轮箱内缺乏润滑油，齿与齿处于干摩擦状态，这时齿箱内的噪声也会剧烈增加：

　　3)泵的转速过高，工作介质(空气和水)在泵腔内和稳压箱中产生剧烈的碰撞，甚至泵还发生振动，当然噪声也就增大了。

　　排除方法：

　　要仔细分析查听，找出噪声发源于何处，然后查出产生噪声的原因，随之降低噪声的办法也是有的。

　　1)如果转子与转子或转子与泵壳发生摩擦而产生噪声，这是完全可以测听出来的，按照前面所述的调节转子间隙的方法进行仔细调整，使其各个间隙都符合要求：

　　2)将同步齿轮中的一个，即轮毂是镶上去的那个齿轮的轮毂连结螺钉拧松，并拔出定位销，转动齿圈，使其啮合正常。按规定在齿轮箱内加足润滑油，克服干摩擦现象，噪声自然就降低了；

　　3)如果转速确实过高，则可更换皮带轮而降低转速，或同时在稳压箱的出口侧添加一个消声器。