上周碰到個半導(dǎo)體封裝廠的運維小哥,說他們車間一臺萊寶SV200旋片泵用了才2個月,泵油就變成奶白色,極限真空從0.1Pa掉到了12Pa,換了新油不到一周又發(fā)白。到現(xiàn)場拆開一看,排氣閥片上全是小水珠,再看氣鎮(zhèn)閥,從裝機之后就沒開過——他說以為那個小旋鈕是調(diào)壓力的,不敢瞎擰。類似的情況幾乎每個月都能碰到,很多人天天跟真空泵打交道,卻連氣鎮(zhèn)閥是干啥的都沒搞明白。
要講氣鎮(zhèn)閥的作用,得先搞懂油式旋片泵的基本工作邏輯:旋片在缸體里偏心轉(zhuǎn)動,把進氣口的低壓氣體卷進壓縮腔,隨著旋片轉(zhuǎn)動,壓縮腔的體積不斷縮小,內(nèi)部壓力不斷升高,直到超過排氣閥的彈簧力+外界大氣壓,就頂開排氣閥把氣體排到泵外。
正常抽干燥空氣的時候,這個流程沒有任何問題,但要是抽的氣體里混了水蒸氣、酒精、丙酮這類可凝性蒸汽,麻煩就來了。可凝蒸汽的特點是,只要壓力達到對應(yīng)溫度下的飽和蒸氣壓,就會從氣態(tài)變成液態(tài)。比如20℃的時候,水的飽和蒸氣壓是2339Pa,意思是只要壓縮過程中,水蒸氣的分壓超過這個數(shù)值,就會液化成小水滴,直接混到泵油里。
90%以上的油式泵油乳化、真空度掉標的故障,根源都是可凝蒸汽液化混油。泵油是油式泵的核心,既要負責旋片和缸體之間的密封,還要負責潤滑和冷卻,一旦混進液態(tài)水或者有機溶劑,粘度會快速下降,密封失效,極限真空直接掉檔,時間長了還會加劇旋片和缸體的磨損,軸封也更容易漏。
很多廠家的說明書只會寫“氣鎮(zhèn)閥用于排出可凝性蒸汽”,其實根本沒說到點子上。氣鎮(zhèn)閥的結(jié)構(gòu)非常簡單:就是在壓縮腔的側(cè)壁上開了一個可控的小孔,外接泵外的大氣,你擰的那個小旋鈕,本質(zhì)就是控制這個小孔的開度。
它的核心邏輯是:在旋片壓縮氣體的行程中,當壓縮到剛好還沒讓可凝蒸汽達到飽和蒸氣壓的節(jié)點,通過這個小孔放進一股干燥的空氣,直接提高壓縮腔里的總壓力。這里可能有人會問,摻了空氣壓力不是更高嗎?怎么反而不會液化?其實用大白話講,混合氣體里每一種氣體的壓力是分開算的,叫分壓,水蒸氣會不會液化,只看它自己的分壓到?jīng)]到飽和蒸氣壓,跟總壓力沒關(guān)系。
還是拿20℃的濕空氣舉例子:如果不開氣鎮(zhèn),壓縮到水蒸氣分壓到2339Pa的時候,整個壓縮腔的總壓力才不到0.03bar,遠沒到排氣閥1.1bar的開啟壓力,只能繼續(xù)壓縮,水蒸氣接著液化成水滴混進油里。開了氣鎮(zhèn)之后,摻了大量干燥空氣,總壓很快就能到1.1bar的排氣閾值,這時候水蒸氣的分壓才不到1000Pa,遠低于飽和蒸氣壓,根本不會液化,跟著空氣一起就排走了。
所以氣鎮(zhèn)閥的核心作用不是“排可凝蒸汽”,而是通過摻氣改變壓縮過程的分壓比,避免可凝蒸汽液化稀釋泵油,從根源上解決泵油乳化、真空度下降的問題。
很多人怕可凝氣排不干凈,一開機就把氣鎮(zhèn)閥全開,一直不關(guān)。實際上氣鎮(zhèn)閥開得越大,進入壓縮腔的空氣越多,相當于泵一直在“內(nèi)漏”,不僅抽速會掉15%-30%,極限真空也會掉得很厲害。比如愛德華RV12旋片泵,標稱極限真空是0.05Pa,全開氣鎮(zhèn)的情況下,極限真空最多到10Pa,根本滿足不了半導(dǎo)體、光學鍍膜這類高真空工藝的要求。
氣鎮(zhèn)閥是油式泵的專屬配置,只有靠泵油做密封、潤滑的旋片泵、滑閥泵才需要。干泵(比如螺桿干泵、渦旋干泵)沒有泵油,不怕可凝蒸汽稀釋,大部分都沒有氣鎮(zhèn)閥,就算有也只是用來調(diào)整排氣壓力的,功能完全不一樣。別拿著干泵找氣鎮(zhèn)閥,找不到還以為泵缺件。
很多人不知道,要是抽的是易燃易爆的可凝蒸汽,比如丙酮、乙醇,還可以把氣鎮(zhèn)閥的進氣口接到氮氣瓶,用惰性氣體做氣鎮(zhèn)氣,避免壓縮過程中空氣和有機溶劑蒸汽混合達到爆炸極限,這個操作在化工、制藥行業(yè)用得很多。
氣鎮(zhèn)閥的操作根本不需要算分壓、算飽和蒸氣壓,跟著工藝狀態(tài)調(diào)就行。比如凍干、真空干燥、食品包裝這類前半小時到1小時大量出水汽的工藝,開機前先把氣鎮(zhèn)閥開1/2到全開,等工藝腔的壓力降到100Pa以下,或者排氣口沒有明顯的白霧、溶劑味了,再把氣鎮(zhèn)閥關(guān)到1/4開度或者全關(guān),既保證排可凝氣,又不影響極限真空。
要是泵油已經(jīng)輕微乳化了,不用急著換油,把泵入口堵上,空載全開氣鎮(zhèn)跑2-4小時,大部分混在油里的可凝成分就能排出去,油的顏色會慢慢恢復(fù)。還有個小技巧,南方梅雨季環(huán)境濕度超過70%的時候,就算抽的是普通無蒸汽的工藝,每天下班前可以開15分鐘氣鎮(zhèn),把泵里累積的少量水汽排掉,泵油的使用壽命能延長30%以上。
我們蘇州嘉科的維保團隊去年處理的二十多起泵油異常乳化故障里,近7成都是氣鎮(zhèn)閥一直關(guān)著或者一直全開導(dǎo)致的,調(diào)整操作邏輯之后,大部分泵的換油周期都從3個月以內(nèi)延長到了6個月以上。
下次你再碰到泵油發(fā)白、真空度掉標的情況,先別著急拆泵換零件,先看看氣鎮(zhèn)閥的開度是不是對的。要是拿不準開多大,可以摸一下排氣口的溫度:正常開氣鎮(zhèn)排可凝氣的時候,排氣口溫度會比環(huán)境高30℃左右,要是溫度上不去,還能聞到明顯的溶劑味,就可以把開度調(diào)大一點;要是真空度抽不上去,排氣口沒什么異味,就先把氣鎮(zhèn)閥關(guān)緊試試。
24小時免費咨詢
請輸入您的聯(lián)系電話,座機請加區(qū)號
