双级旋片泵的结构与工作原理

2020-04-18 真空技术网 真空技术网整理

  单级旋片泵一般极限压力只能达到1.3Pa(个别可达0.1Pa),为什么极限压力不能再低呢?主要由于:

  (1)泵的结构上存在有害空间(见图6),该空间中的气体是无法排除的。当旋片转过排气口后,这一部分气体又被压缩,经过转子与泵腔间的缝隙又回到吸气空间,所以每次总有些气体排不尽。

泵结构的有害空间图

图六:泵结构的有害空间图

  (2)由于在泵工作时,泵腔的吸气空间与排气空间存在着一定的压力差。当排气空间的气体被压缩得很小时,它的压力很高,会通过各种可能的途径突破到吸气空间去,使泵真空度下降。

  (3)泵油在泵体内循环流动过程中会溶解进大量气体和蒸气。在吸气侧,因为压力较低,溶解的气体又会跑出来,使泵的真空度不易提高。

  为了提高泵的极限真空度,除了提高泵体、转子、旋片的加工精度,尽量减少装配间隙和有害空间以外,最有效的办法是将两只单级泵串接起来,组成双级泵。

  图7为双级泵的工作原理图。泵由两个工作室组成。两室前后串联,同向等速旋转,A室是B室的前级,A是低真空级,B是高真空级。被抽气体经高真空级(B室) 进入前级,由排气阀排出泵外。前级(A)和单级泵一样,随时有油进入泵腔,而高真空级(B)仅在开始工作时存有少量的油,工作一段时间后,便没有油进入泵腔了。当泵开始工作,且吸入气体的压力较高时(例如从大气压力开始抽气),气体经B室压缩,压力急增,则被压缩的气体的一部分直接从辅助排气阀(1)排出,另一部分则经由前级排出。

双级旋片泵的工作原理图

图7:双级旋片泵的工作原理图

  当泵工作一段时间后,B室吸入的气体压力较低时,虽经B室的压缩,压力也达不到一个大气压以上,排不开辅助排气阀(1),则吸入的气体全部进入前级A室,经A室的继续压缩,由排气阀(3)排出。

  泵工作一段时间后,由于高真空级进气时压力大大降低,其出口压力也很小,这样B室进出气口的压力差也较小,被压缩气体返回的数量也相应减少;同时,后级泵中易蒸发的油分子不断被前级A室抽走,油蒸气的分压减少了,因而双级泵的油污染比单级小,极限真空度将大大提高。国前的双级旋片真空泵的极限压力可10-2pa,国外有的泵可达到10-3Pa。

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