罗茨泵的溢流阀压差

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)浙江真空设备集团有限公司 作者:王国民

       泵如果带溢流阀,就能与前级泵同时起动,并可以在任何入口压力下连续工作。这种罗茨泵的溢流阀在压差超过某一规定值时会自动开启, 将入口和出口接通,可以有效防止泵的过载而不影响的正常运转。因此, 溢流阀压差的定义是罗茨泵的溢流阀开启时阀上、下二侧的压力的差值,并在此压差下无故障运转1h。有必要指出,过去有一种误解,认为溢流阀的作用只是防止泵过载,同时还增加了额外的功率消耗。实际上这种观点是片面的,带溢流阀罗茨泵的最大优点是扩展了泵的工作区间,它覆盖了从大气压到1022 Pa 之间的宽广的压力范围,并可以有效缩短真空系统在低真空下的抽气时间(30%~50%)。图1表示了带溢流阀罗茨泵在低真空范围内所增加的抽速。

罗茨泵抽速曲线

A1前级泵抽速曲线 B1罗茨泵抽速曲级(1300Pa启动)  C+B1带溢流阀罗茨泵抽速曲线 D1由于溢流阀而增加的抽速

图1 罗茨泵抽速曲线

       溢流阀阀如在规定压差下不能正常开启,则将严重影响罗茨泵在低真空范围的工作,而开启后不能顺利关闭,又会导致罗茨泵在中真空区域内的性能异常,这种情况时有发生。因此必须对带溢流阀罗茨泵的溢流阀压差进行检测。鉴于国内外目前尚无溢流阀压差试验方法的标准, 我们提出如下测试装置和试验方法。

测试装置: (见图2)

测量程序:

        溢流阀阀压差是对空气而言,罗茨泵和前级泵应处于室温中,在试验时罗茨泵和前级泵应同时起动,并在极限压力下至少运转0.5h。通过微调阀向罗茨泵的试验罩内缓慢放入空气,在罗茨泵的入口侧与前级真空侧产生一个压力差。当压差到达某一值时,罗茨泵的入口压力突然升高,表示溢流阀已开启,这时的压差即为溢流阀压差,在此压差下泵必须保证无故障运转1h。

       溢流阀阀(罗茨泵出口与入口)的压差达到某规定值时,溢流阀开启,这时入口压力再继续增加, 溢流阀压差则不再升高。当然溢流阀的流导应足够大,以保证溢流阀压差在一定的入口压力范围内保持不变。

溢流阀

11 罗茨泵试验罩 2、3真空计 41前级试验罩 51微调阀 61罗茨泵 71前级泵(滑阀泵或旋片泵)

图2 溢流阀压差测试装置示意图

      前面提到带溢流阀罗茨泵可以在任何入口压力下连续工作,但实际上罗茨泵不可能在溢流阀打开的情况下长期工作,所以只要能保证罗茨泵与前级泵能同时起动,并在溢流阀压差下运转1h,不发生故障即可。

       值得注意的是,不能以为罗茨泵有了溢流阀就万无一失,由于意外的原因可能导致溢流阀失灵。如不能正常开启,则罗茨泵可能超载,导致泵发热卡死和损坏电机; 如不能完全关闭,则将影响罗茨泵的入口压力和抽速。属于设计、加工和安装的问题是阻尼块过长,弹簧过硬,卡住阀芯,不能正常开启和关闭;属于使用的问题是粉尘和脏物粘住阀芯或是锈(腐)蚀,使不能开启和关闭。

       还有一个问题必须注意,万一阻尼块失去阻尼作用,则在溢流阀开启后会产生连续不断的跳动, 发出清脆的撞击噪声,并导致压力和抽速的波动,使罗泵不能正常工作。由于带溢流阀的罗茨泵能显著缩短真空系统低真空范围的抽气时间,给用户带来明显的经济效益,而且运转安全可靠, 因此目前带溢流阀罗茨泵在整个罗茨泵的需求中已占有极其重要的地位。现行罗茨泵标准还没有将溢流阀的有关指标和试验方法列入其中,因此应尽快规定不带溢流阀的罗茨泵考核最大允许压差,带溢流阀的罗茨泵考核溢流阀压差。溢流阀压差参照国外有关资料和国内实际情况, 建议按表1 选取。

溢流阀压差

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