正確了解旋片式真空泵的選材和構(gòu)造

2012-04-23

1) 旋片式真空泵資料選用：要進(jìn)步泵的轉(zhuǎn)速，減少磨損，降低溫度，保證泵的正常性能，關(guān)鍵之一就是如何恰當(dāng)選擇定子和旋片這對(duì)主磨擦副的資料。直聯(lián)泵旋片常用的資料為一種新型自光滑資料——碳素浸合金。國(guó)內(nèi)有的研討單位還對(duì)其他資料用作旋片做了綜合測(cè)試，結(jié)果標(biāo)明用碳纖維加強(qiáng)塑料、高分子液晶資料作旋片資料具有開發(fā)價(jià)值。

2) 泵腔形線“由于高速直聯(lián)泵的旋片與定子之間摩擦與磨損增大，泵的溫升增高，所以改善旋片泵的旋片與泵腔之間的摩擦、磨損與光滑是研制性能良好的直聯(lián)旋片泵的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)彈性流體動(dòng)力光滑理論的剖析計(jì)算發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有泵旋片與泵腔間的運(yùn)動(dòng)不合理，使旋片與轉(zhuǎn)子及泵腔間的磨損較嚴(yán)重，難以找到適宜的光滑情況，招致高速旋片泵溫升增加。而處理磨損的方法就是使旋片在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中一直堅(jiān)持長(zhǎng)度不變。而目前的正圓形泵腔是無(wú)法辦到的。由理論上能夠提出一種包絡(luò)線的定子泵腔型線，這種型線是一條與一系列圓心在軸對(duì)稱的曲線上的包絡(luò)圓外側(cè)相切的包絡(luò)線。當(dāng)然，這種型線的加工工藝比正圓形型線要費(fèi)事些，但它多花的代價(jià)能夠從改善泵的性能中得到補(bǔ)償。這樣的泵，振動(dòng)、噪音、溫升、磨損均會(huì)減少很多。

(3) 轉(zhuǎn)子構(gòu)造與旋片：經(jīng)過(guò)旋片泵幾何抽速的計(jì)算可知，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速已達(dá)一定高的數(shù)值時(shí)，再增加旋片能夠在不加大轉(zhuǎn)子偏心距，又不增加線速度的狀況下進(jìn)步抽速。在構(gòu)造上增加旋片數(shù)也是簡(jiǎn)單可行的，故它是一種有希望的進(jìn)步抽速的途徑。

目前，國(guó)內(nèi)廠家消費(fèi)的直聯(lián)泵有采用三槽式整體轉(zhuǎn)子構(gòu)造，其上裝有三個(gè)旋片。整體轉(zhuǎn)子三旋片構(gòu)造有較高的強(qiáng)度和剛性；能夠減少高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子的不均衡性，以減少旋片接受的沖擊負(fù)荷。泵幾何抽速計(jì)算標(biāo)明，泵采用三槽轉(zhuǎn)子要比二槽轉(zhuǎn)子的抽速大18～20％。

完成多旋片構(gòu)造的關(guān)鍵在于旋片與泵腔資料的變革，如采用耐磨性能好的軟旋片資料；加強(qiáng)泵的冷卻等。

4) 泵體構(gòu)造及排氣口位置側(cè)偏心構(gòu)造是一種較新的泵體構(gòu)造方式。側(cè)偏心構(gòu)造的泵轉(zhuǎn)子與泵腔的切點(diǎn)不在上方，而在側(cè)面，油箱也在側(cè)面。它與普通的上切點(diǎn)構(gòu)造的泵相比有以下一些優(yōu)點(diǎn)：由于油位與排氣口在側(cè)面，而油面剛好把排氣閥門和光滑油路的進(jìn)油孔吞沒(méi)，這樣停泵后，只能回很少一點(diǎn)油在泵腔內(nèi)，其他的油只能回到油路進(jìn)油孔處就不能往泵腔內(nèi)進(jìn)了。由于回流到泵腔內(nèi)的油量很少，所以泵的啟動(dòng)容易，因此可減少泵電機(jī)功率。同時(shí)，當(dāng)油回到進(jìn)油孔位置時(shí)，進(jìn)油孔便成了放氣孔。使泵內(nèi)氣體壓力與外部大氣壓力相等，阻止油返入真空系統(tǒng)中形成污染。

由于泵體上的排氣孔位置降低，排氣閥座平面與程度面接近垂直，使泵的高度降低；排氣孔外的油箱可設(shè)計(jì)較??；需油量也減少，使泵體構(gòu)造緊湊。同時(shí)氣體從排氣閥排出是程度方向，而從頂部出氣口排出來(lái)時(shí)是垂直方向，氣體分子運(yùn)動(dòng)的方向改動(dòng)，路途加長(zhǎng)，頂部空間很大，使氣體分子速度降低，能量損失，有利于避免噴油。假如在排氣口處及排氣箱頂部空間設(shè)置擋油安裝，避免開泵噴油的效果愈加理想。

德國(guó)又開發(fā)研制出大抽速的高速直聯(lián)下偏心轉(zhuǎn)子單級(jí)油封旋片泵。這種泵的構(gòu)造與傳統(tǒng)構(gòu)造的旋片泵相比具有較大變化：轉(zhuǎn)子與泵體下偏心裝置，轉(zhuǎn)子與泵腔的切點(diǎn)在泵腔的下方，油箱位于泵體的側(cè)面。這種構(gòu)造的泵重心低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)及噪音相對(duì)減少，為制造大型旋片泵發(fā)明了有利條件。德國(guó)消費(fèi)的$630F/FL型旋片泵的均勻抽速可達(dá)170L/s。該構(gòu)造泵的排氣口位于泵體下部，排氣閥的排氣方向?yàn)槌潭确较?，在排氣?cè)裝有空氣偏轉(zhuǎn)板、阻尼篩和排氣過(guò)濾元件，既避免了噴油，又降低了噪聲。泵上還配有氣鎮(zhèn)閥及油循環(huán)、油冷卻安裝、泵溫調(diào)控系統(tǒng)，使泵可用于抽除高溫氣體及抽除大量的水蒸氣。目前，德國(guó)雷暴公司已用這種泵來(lái)取代余擺線真空泵，普遍應(yīng)用于真空冶煉和真空熱處置設(shè)備上。

旋片泵還有許多方面有待改良。置信，隨著真空技術(shù)的進(jìn)步，性能更好的，能順應(yīng)多種工藝請(qǐng)求的旋片泵一定會(huì)呈現(xiàn)。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2012年4月23日星期一

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