滑阀真空泵性能再探——抽气速率

2011-09-16 许涛 浙江真空设备集团有限公司

  滑阀真空泵的几何抽速(理论抽速)按JB/T 1246- 2007《真空技术-滑阀真空泵》标准规定,应为名义抽速的1~1.2 倍,几何抽速乘以抽气效率就是实际抽速。抽气效率与泵各零部件之间的间隙有非常密切的关系,在充分考虑被抽气体的成分、工作温度、和粉尘等条件下,适当减小间隙,有利于抽气效率的提高。其他如排气速度,抽、排气管道、泵油质量等也都会影响抽气效率。泵腔各相对活动的零部件之间的间隙对泵的抽速有显著影响,如“滑阀真空泵性能再探——极限真空度”一文所述,凡有利于真空度提高的,也都有利于抽速的提高。

间隙

  需要特别指出,一般认为双级泵高真空缸的真空度高,所以间隙应取得小一些。其实并非如此,正是因为高真空缸的真空度高,气体分子自由程较大,在同样间隙下,气体分子不容易穿透间隙,而在低真空缸,由于气体分子自由程较小,气体比较容易穿透间隙。所以低真空缸的间隙必须严格控制,反而高真空缸的间隙倒是可以适当放宽。我们曾在15 L/s 双级泵上做过对比试验,证实这个观点是正确的,对提高抽气效率有益。我们曾检测过E2M40 泵(名义抽速11.8 L/s)高真空缸的侧面间隙为0.095mm, 低真空缸的侧面间隙为0.06 mm;D-650K 泵(名义抽速10.67 L/s)高真空缸的侧面间隙为0.07~0.08 mm,低真空缸的侧面间隙为0.05 mm。

排气速度

  排气速度要适当,一般不超过30 m/s,过高的排气速度将促使被压缩的气体从压缩腔向吸气腔返流,不但会影响泵的真空度,更会导致抽气速率的下降。对于双级滑阀泵来说,高真空缸与低真空缸之间的通道面积也极为重要,如通道面积过小,将使气体流速加快,造成低真空缸来不及完全吸收从高真空缸排出的气体,产生气体返流,会严重影响高真空缸的抽速。由于在设计中已预先考虑了这种可能性,所以我们的双级滑阀泵中没有出现过上述现象。但在兄弟单位委托我们检测的2XZ-2 和2XZ-4 双级旋片泵中就出现过上述现象,由于2XZ-2 和2XZ-4 泵的大部分零部件是通用的,只是泵缸的长度不同,高真空缸和低真空缸之间的通道面积是相同的,所以对2 L/s 泵而言是足足有余的,而对4 L/s泵来说则就不够了。检测发现在1.5 kPa 时,2 L/s泵的抽气效率达到85%,而4 L/s 泵只有77%,达不到行业标准的要求,经我们建议,扩大了4 L/s泵的通道面积,复测4 L/s泵在1.5 kPa 时的抽气效率达到85%以上。

泵油的质量

  泵油的质量对高真空区间的抽速有一定的影响,尤其是全压抽速。质量差的泵油在高真空区间挥发出的油蒸汽较多,在被抽气体中占有一定的比例,而优质泵油的饱和蒸汽压低,在高真空区间挥发出的油蒸汽很少,所以实际抽出的气体多,抽气效率就高了。

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