设计参数对滑阀真空泵性能的影响(1)

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

  主要讨论设计参数对滑阀真空泵性能的影响,对影响滑阀泵的极限压力、抽气速率、功率及噪声等性能的因素进行了具体的分析,并提出了有利于提高滑阀真空泵性能的设计思路。间隙是影响滑阀真空泵性能的最主要的因素;润滑油是影响滑阀真空泵性能的重要因素;泵体的温度间接影响滑阀真空泵性能;其它因素对滑阀真空泵性能影响很大。

1、极限压力

  影响滑阀泵极限全压力的关键因素是间隙。滑阀泵的极限全压力主要由极限压力(不可凝气体的压力) 和饱和蒸汽压(可凝气体的压力)组成。滑阀泵泵腔内的各运动部件间由于存在一定的间隙,在气体压缩排出阶段会有部分气体因压力超过进气压力而通过间隙返流,而进气口端润滑油的饱和蒸汽压与返流无关,因此返流影响滑阀泵的极限压力。

  下面讨论间隙对滑阀泵极限压力的影响。对于单级滑阀泵,返流造成的抽速损失为:

式中S损失———单级滑阀泵的抽速损失
  Q返流———单级滑阀泵的返流的气体流量
  P排———单级滑阀泵的排气压力
  P进———单级滑阀泵的进气压力
  C间隙———滑阀泵各主要运动件之间间隙的流导
  K———滑阀泵间隙总的流导系数

  滑阀泵在进气压力达到极限压力时,滑阀泵的实际抽速为零,排气阀一直关闭,可得:

  当滑阀泵达到极限压力时,滑阀泵的实际抽速为零,即有:

式中S理论———单级滑阀泵的理论抽速
  P极限———单级滑阀泵的理论极限压力
  P大气———大气压力

  上式推出单级滑阀泵的理论极限压力P极限与间隙的关系,滑阀泵的实际极限压力总是大于理论极限压力P极限,实际运行中,滑阀泵需要润滑油润滑和密封,润滑油的密封效果越好,实际极限压力与理论极限压力越接近;润滑油的密封效果越差,实际极限压力与理论极限压力相差越大,滑阀泵的理论极限压力是实际极限压力的基础。同时,由于间隙的大小会影响润滑油的密封效果,由此可以得出这样一个结论:单级滑阀泵的间隙越小,则泵的理论极限压力越低,润滑油的密封效果好,从而使得滑阀泵的实际极限压力低。

  双级滑阀泵是由高真空级与低真空级串联而成,下文用高缸代表高真空级,用低缸代表低真空级。同理,对于双级滑阀泵,返流造成的低缸的抽速损失由上文可得:

式中S低缸理论———双级滑阀泵低缸的理论抽速
  P低缸极限———双级滑阀泵低缸的极限压力
  P大气———大气压力
  K低缸———双级滑阀泵低缸间隙总的流导系数

  高缸在极限压力附近的返流为分子流状态,则此时高缸的间隙流导与压力无关,只与高缸间隙大小相关,所以可设此时高缸的间隙流导为C 高缸。高缸没有排气阀,高缸的排气压力始终与低缸的进气压力相同,所以可得:

式中S高缸理论———双级滑阀泵高缸的理论抽速
  P极限———双级滑阀泵的理论极限压力

  从上式可以看出,高、低缸的间隙共同决定双级滑阀泵的理论极限压力。由此可以推出:在实际运行中,双级滑阀泵的高、低缸的间隙越小,则泵的理论极限压力越低,润滑油的密封效果相对越好,从而使得双级滑阀泵的实际极限压力越低。

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