旋片式真空泵抽气原理与结构

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)真空技术网整理 作者:何璧生

一、旋片式真空泵抽气原理与结构

    旋片泵,它有偏心地装在定子腔内的转子及转子槽内的两个或数个旋片,转子与泵壳内表面或相切或相交,转子带动旋片旋转时,旋片借离心力(有的还有弹簧力)紧贴缸壁,把进排气口分割开来,并使进气腔容器周期性扩大而吸气,排气腔容积则周期性地缩小而压缩气体,借气体和油的压力推开排气阀排气,从而获得真空。见图一。双级泵由二个单级串联而成,进气压力高时,一般大中型泵,二级可同时排气,进气压力低时,气体由高级排人低级,然后再排出泵外。

    由于泵是利用吸气容积的变化来抽吸气体的,其名义抽速可按吸气的几何容积来设计计算。

二、旋片式真空泵气镇原理与结构

    由于真空泵的抽气过程是一压缩过程,故当有水蒸气之类的可凝性气体时,如果在排出泵腔前达到其饱和蒸汽压力,则会凝结在油中,使泵油乳化变质,润滑密封性能变坏,凝结物在吸气腔中还会重新变成气态,使真空度降低。据介绍,当含水超过50%时,还会破坏润滑性能,造成频繁换油和浪费。国外经过了十八年的研究,发明了气镇泵。其原理是,排气腔的压力是由空气分压力和蒸汽分压力二部分组成的,只有当二者之和足以克服排气阀的大气压力和弹力时,才发生排气。气镇阀的作用,是在排气发生之前向泵的排气腔充入一定量空气,以降低排气压力中的蒸汽分压力,当它低于泵温下的饱和蒸汽压时,即可随充入气体排出泵外,而避免凝结在泵油中。另外,当密闭泵口运转时,已混入油内的可凝性气体的凝结物或气相就会溶于油中的物质,又会在泵腔内从油中逸出,这时如果开气镇工作,也可抽除一定量的可凝性物质,从而起到一定净化作用,延长泵油的使用期。真空泵油较贵,货源亦有限,因此合理使用气镇有着大的经济意义。

    在结构上,气镇阀有一逆止阀,防止排气时油、气从气镇孔排出,气镇量设计成可调的,可获取不同气镇极限压力,气镇阀的开启便于移到泵外的合适位置,可实现远距离操作。气镇阀微量渗气时可降低噪声,还可作为停泵时的放气阀用,来避免或延缓停泵返油。

    气镇量与泵的几何抽速、掺气级的几何容积、气镇孔大小、间隙大小有关。气镇极限压力与泵的不气镇极限压力和油路设计有关,与气镇量有关。

    对同一台泵来说,开气镇运行时,泵的极限压力和抽气效率会下降,泵温会升高,掺气量小变化小,抽除可凝性气体的量亦少。

    另外,排气温度高,排气温度下的饱和蒸汽压就大,最大许可入口蒸汽压力就大些,水蒸气允许量也大些。因此,当泵被抽系统含有较多水汽时,可让泵先空转20分钟左右,待泵温升高后再抽系统,可避免或减少水汽在泵内凝结。对水冷泵,用可温控制装置来控制泵温在安全而又较高的数值范围。例如,150L/s的单级旋片泵,控制泵温在75±5℃,泵的水蒸气允许量可达12~14kg/h。

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