爪泵
徐曦※
（北京北京朗禾科技有限公司 100054）
摘要：LH-H(C)系列螺旋反爪型干式真空泵是拥有多项自主知识产权的最新型干泵，其复合密封技术、螺旋反爪原理、特殊材料空心转子、立式结构等技术，组成了其卓越的综合性能。 关键词：真空螺旋反爪干泵
1 朗禾科技爪型干泵的技术参数及发明专利
1.1 技术参数
＊注：排气口温度 60℃采用变节距结构
1.2 发明专利
图1 专利证书
注：其螺旋反爪原理以及空心转子已经取得发明专利，复合密封使用新型专利以及授权，发明专利在审核中，其三大专利奠定了螺旋反爪泵在干泵中的国际领先地位。
※作者简介：徐曦（1967-），北京朗禾科技有限公司，北京市丰台区菜户营东街甲88号鹏润豪苑大厦A
座1003室。Email:lohornxu@163
2 朗禾科技爪型泵的抽速曲线和能耗曲线
图2 LH-150HC实际工作电流曲线图图3 LH-70HC实际工作电流曲线图
图4 LH-110HC实际工作电流曲线图图5 LH-30HC实际工作电流曲线图
通过对图2、图3、图4、图5能耗曲线的分析可以看出，在泵的入口压力低于20000帕后，电机的实际消耗功率直线下降，说明泵做无用功的消耗或抵抗大气压力带来的能耗降低到最低。
其好处有四点：
1）节约能耗约50%左右，降低了使用成本。
2) 泵的发热少，冷却水温度的消耗可以降低约50%。
3）泵的排气温度总能保持在小于60°C。
4）做无用功7.5千瓦的发热将下来，冷却介质减低温度还需要做功约7.5千瓦。
以LH-150H(C)为例，全球所有的干泵包括螺杆干泵配备电机功率均是15千瓦，也有的企业配22千瓦电机，其长期工作能耗为15千瓦，螺旋反爪干泵节约功率约15千瓦。以一年不间断工作4000小时为例，节约电能约5000×15=7.5万瓦，节约资金约3万元，其经济效果明显。
3 螺旋反爪泵的复合密封技术
众所周知，密封对于通用机械来说对其不间断工作周期起到了决定性的作用。对于泵而言，其意义更加
明显，如果泵的密封失效，将直接导致轴承失去润滑作用，进而加快其磨损导致轴承损坏。从而导致整台泵的运动部件瘫痪，严重的导致整台泵大 修。
通常国际上的干泵，包括普通的爪型干泵、螺杆泵、涡旋泵等密封方式很多等，其密封结构多样，有的采用双骨架油封，有的采用机械密封，有的采用密封条密封。共同的缺点是：其密封均与主轴和密封面之间均存在摩擦。因此，以上密封的摩擦面之间注入润滑油或润滑脂来减小摩擦力，降低发热，从而延长摩擦面的寿命。在油汽回收行业，汽油蒸汽刚好对润滑油或润滑脂有非常强的清洗作用，从而导致其摩擦面之间出现快速磨损而损坏。
当密封被破坏后，由于真空泵排气压差的作用，汽油蒸汽直接进入轴承部位，继续对轴承润滑脂起到清洗作用。由于高速旋转，轴承在没有润滑脂的润滑后，泵的运转噪声快速上升，如果不及时更换轴封和轴承，轴承不能运转的时候，往往在强烈的冲击下，打坏泵的齿轮以及转子，导致整台泵大修或报废。
以上密封在抽普通空气的累计寿命为8000小时左右，骨架油封和密封条约在3000小时左右，用在油气回收行业，其寿命将大幅度缩短。
复合密封技术是采用迷宫密封和活塞环等组合密封，其密封的原理是通过多重无摩擦密封组合起来，大
幅度增加气体的流动阻力来达到密封的目的。其不存在摩擦，从理论上讲，其寿命为其部件的自然衰老周期，通常在10年以上。干泵几种密封方式寿命比较如图6 图6 几种密封方式的寿命比较
更换一次密封装置的费用也是不同的，过保修期后，普通密封条材料费和工时费用约1000元，骨架油封约1500元，机械密封约5000元。整机的使用寿命按10年计算，节约费用约5000元到5万元之间。
4 螺旋反爪泵的转子
干泵的转子非常重要，它属于运动部件：
1）在抽空气的过程中，不停的和气体摩擦发热，同时，在压缩空气过程中，也存在发热现象。由于泵入口气体压力变化，泵内的稳定也下20°C或更高范围内发生变化，所以，转子不停的膨胀和收缩，对材料不稳定的转子或膨胀系数较高的转子，由
于转子之间的间隙是非常小的，就容易发生转子碰触现象。严重的会产生火花或带来异常噪声，同时，有的转子发生严重变形而导致整台泵卡死的现象也时有发生。
2）被抽气体中难免存在有腐蚀性气体，普通优质碳钢做转子的现象普遍，在长期工作以后，也容易被腐蚀，从而导致泵的有效抽速下降，极限压力下降。
为了解决次问题，我们采用了特殊不锈钢材料来做泵的转子，优点如下：
1）面硬度表面光洁度、抗拉强度、热膨胀系数、切削性能、磁性能等均优于普通碳钢，其防腐蚀性能尤其明显能耐HCl气体，所以，其寿命也在10年以上，其实物图如图7：
图7 螺旋反爪泵的转子
2）非标准圆柱体的转子，在做动平衡时，存在较大困难，通常情况是，这里的平衡解决了，新的不平衡又发生了；还有的情况是，无论是加重动平衡或去重动平衡，往往发现没有地方可加，也没有地方可以去。因此，由于运动部件不平衡所带来的振动和噪声也是泵的较高噪声很重要的原因。
空心转子是通过特殊设计并精密铸造而成，其转子质心几乎就在其几何中心上，通过精密的动平衡机床，很容易就把其不平衡量降低到0.1kg以下的标准。
综合以上两点，用特殊材料做干泵的转子也有重要的意义，把普通碳钢转子的寿命从5年延长到了10年以上。
以LH-150H(C)泵为例，如果用优质碳钢做转子（包括螺杆泵的转子），其寿命在2年到5年之间，一套转子的价格在10万元左右，使用十年节约20万元。
5 维修以及维修成本
以LH-150H(C)为例，其国际上同类型的泵（包括螺杆真空泵），大修周期通常为累计工作2年，它们均不能现场维修，通常情况下得维修需要更换所有的易损件，特殊情况的还需要更换转子。维修一次的费用约售价10-30%，进口泵10年以三次计算约10-15万元。螺旋反爪泵的轴承以及易损件的更换均可以在现场完成，10年总费用约3万元，节约7-12万元。
6 防爆问题
由于在抽气体过程中，有些气体成分有易爆炸的气体，所以，整台泵的结构是必须符合其工况要求的。螺旋反爪泵通过反复的实验，其各个方面均符合其技术要求，并取得了产品防爆质量监督检验中心颁发的防爆合格证，其编号为：CE11.1222.
综上所述，爪泵相当于变节距的螺杆泵，比等节距的螺杆泵节能约30%-50%，其节能效果明显，三大专利技术使其可靠性以及产品的维修等各个方面均起到了积极的作用。
参考文献
[1]达道安．真空设计手册[M]．北京：国防工业出版社．
[2]杨乃恒．真空获得设备[M]．北京：冶金工业出版社．
[3]JB/T 10552-2006．真空技术爪型干式真空泵（S）．北京：清华大学出版社．
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