真空機(jī)械泵原理

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1、旋片式真空泵是利用轉(zhuǎn)子和可在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)滑動(dòng)的旋片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以獲得真空的一種變?nèi)輽C(jī)械真空泵。當(dāng)采用工作液來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑并填充泵腔死隙，分隔排氣閥和大氣時(shí)，即為通常所稱的油封旋片真空泵。無(wú)工作液時(shí)，即為干式旋片真空泵，將另頁(yè)介紹。在油封旋片真空泵中，國(guó)內(nèi)習(xí)慣上稱皮帶傳動(dòng)的為旋片真空泵，而把泵與電機(jī)直接連接或用聯(lián)軸器連接的稱為直聯(lián)旋片真空泵。在每種泵中，又有單級(jí)和雙級(jí)之分。在單級(jí)泵中，由于選用的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)不同，泵的極限壓力和用途也不同。它們的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，使用方便，能從大氣壓力下起動(dòng)，可直接排人大氣，偏心質(zhì)量較小，維護(hù)簡(jiǎn)便，雙級(jí)泵的極限壓力

2、為6×10-2～l×10-2Pa，一種單級(jí)泵可達(dá)4Pa左右，另一種單級(jí)泵為50～200Pa左右。自1909年蓋德(W．Gaede)發(fā)明旋片泵并取得德國(guó)專利，1936年又發(fā)明氣鎮(zhèn)泵，1941年取得專利以來(lái)，旋片真空泵得到廣泛應(yīng)用和不斷完善。60年代末，國(guó)際上出現(xiàn)了提高轉(zhuǎn)速，直聯(lián)的小型化趨勢(shì)，70年代初出現(xiàn)了直聯(lián)系列產(chǎn)品，到80年代初，又推出了改進(jìn)的系列產(chǎn)品，有多種可供用戶選配的附件，可以保護(hù)泵，或保護(hù)環(huán)境，泵本身結(jié)構(gòu)也有改進(jìn)而使可靠性提高。在泵的結(jié)構(gòu)方面，為了能在停泵時(shí)防止返油，有的設(shè)有能自動(dòng)切斷油路的止回閥，有的設(shè)有進(jìn)氣通道截止閥，有的為了

3、能在泵開(kāi)氣鎮(zhèn)運(yùn)轉(zhuǎn)突然停電時(shí)自動(dòng)切斷氣路來(lái)保持泵口處于真空狀態(tài)而設(shè)有油泵和控制結(jié)構(gòu)。在附件方面，有消霧器、氣味過(guò)濾器、阻擋碎玻璃等雜物用的人口過(guò)濾器、灰塵過(guò)濾器、蒸汽凝結(jié)阱、化學(xué)阱，有控制泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護(hù)泵的溫控水量調(diào)節(jié)閥。到了80年代末，90年代初，又推出了油過(guò)濾器、能監(jiān)視油溫、油壓、油質(zhì)等的電子顯示器，甚至可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)，進(jìn)行自動(dòng)控制，采用強(qiáng)制潤(rùn)滑和風(fēng)冷，使泵的連續(xù)工作入口壓力達(dá)10kPa，甚至更高，同一臺(tái)泵的適用范圍因而更大。雙級(jí)旋片真空泵，可以廣泛用于冰箱、空調(diào)機(jī)、燈泡、日光燈、瓶膽生產(chǎn)和電子、冶金、醫(yī)藥、化工、濾油機(jī)、

4、印刷機(jī)械、包裝機(jī)等工業(yè)，可作為擴(kuò)散泵、羅茨泵、分子泵等的前級(jí)泵，供電子儀器、醫(yī)療儀器等配套和實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)用。由于直聯(lián)泵沒(méi)有皮帶摩擦的粉塵的污染，體積小、重量輕、材料節(jié)約、功能日趨完善，更被廣泛推廣應(yīng)用。一、抽氣原理與結(jié)構(gòu)旋片泵，它有偏心地裝在定子腔內(nèi)的轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的兩個(gè)或數(shù)個(gè)旋片，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)表面或相切或相交，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)旋片旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋片借離心力(有的還有彈簧力)緊貼缸壁，把進(jìn)排氣口分割開(kāi)來(lái)，并使進(jìn)氣腔容器周期性擴(kuò)大而吸氣，排氣腔容積則周期性地縮小而壓縮氣體，借氣體和油的壓力推開(kāi)排氣閥排氣，從而獲得真空。見(jiàn)圖一。雙級(jí)泵由二個(gè)單級(jí)串聯(lián)而成，進(jìn)氣壓

5、力高時(shí)，一般大中型泵，二級(jí)可同時(shí)排氣，進(jìn)氣壓力低時(shí)，氣體由高級(jí)排人低級(jí)，然后再排出泵外。由于泵是利用吸氣容積的變化來(lái)抽吸氣體的，其名義抽速可按吸氣的幾何容積來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算。二、氣鎮(zhèn)原理與結(jié)構(gòu)由于旋片真空泵的抽氣過(guò)程是一壓縮過(guò)程，故當(dāng)有水蒸氣之類的可凝性氣體時(shí)，如果在排出泵腔前達(dá)到其飽和蒸汽壓力，則會(huì)凝結(jié)在油中，使泵油乳化變質(zhì)，潤(rùn)滑密封性能變壞，凝結(jié)物在吸氣腔中還會(huì)重新變成氣態(tài),使真空度降低。據(jù)介紹，當(dāng)含水超過(guò)50％時(shí)，還會(huì)破壞潤(rùn)滑性能，造成頻繁換油和浪費(fèi)。國(guó)外經(jīng)過(guò)了十八年的研究,發(fā)明了氣鎮(zhèn)泵。其原理是，排氣腔的壓力是由空氣分壓力和蒸汽分壓力二部

6、分組成的，只有當(dāng)二者之和足以克服排氣閥的大氣壓力和彈力時(shí)，才發(fā)生排氣。氣鎮(zhèn)閥的作用，是在排氣發(fā)生之前向泵的排氣腔充入一定量空氣，以降低排氣壓力中的蒸汽分壓力，當(dāng)它低于泵溫下的飽和蒸汽壓時(shí)，即可隨充入氣體排出泵外,而避免凝結(jié)在泵油中。另外，當(dāng)密閉泵口運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，已混入油內(nèi)的可凝性氣體的凝結(jié)物或氣相就會(huì)溶于油中的物質(zhì)，又會(huì)在泵腔內(nèi)從油中逸出，這時(shí)如果開(kāi)氣鎮(zhèn)工作，也可抽除一定量的可凝性物質(zhì)，從而起到一定凈化作用，延長(zhǎng)泵油的使用期。真空泵油較貴，貨源亦有限，因此合理使用氣鎮(zhèn)有著大的經(jīng)濟(jì)意義。在結(jié)構(gòu)上,氣鎮(zhèn)閥有一逆止閥,防止排氣時(shí)油、氣從氣鎮(zhèn)孔排出,氣鎮(zhèn)

7、量設(shè)計(jì)成可調(diào)的,可獲取不同氣鎮(zhèn)極限壓力,氣鎮(zhèn)閥的開(kāi)啟便于移到泵外的合適位置,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。氣鎮(zhèn)閥微量滲氣時(shí)可降低噪聲,還可作為停泵時(shí)的放氣閥用,來(lái)避免或延緩?fù)１梅涤?。氣?zhèn)量與泵的幾何抽速、摻氣級(jí)的幾何容積、氣鎮(zhèn)孔大小、間隙大小有關(guān)。氣鎮(zhèn)極限壓力與泵的不氣鎮(zhèn)極限壓力和油路設(shè)計(jì)有關(guān),與氣鎮(zhèn)量有關(guān)。習(xí)慣上有“油浸式”和“油封式”之分。前者指泵體浸在油箱中的，它的優(yōu)點(diǎn)是：許多要求氣密的部位和零部件都可借助于油來(lái)密封；便于設(shè)置防止停泵返油機(jī)構(gòu)；便于設(shè)置氣鎮(zhèn)輔助油路，使之提高氣鎮(zhèn)性能，也可使泵在較高入口壓力下工作更可靠。目前最大抽速已達(dá)70L/s。

8、其余的稱為“油封式”，取意是只把排氣閥浸在油中。用油把排氣口密封起來(lái)。按照轉(zhuǎn)子偏心的位置分，義有所謂正偏心與側(cè)偏心之分。偏心在正上方的叫正偏心，在側(cè)面的叫側(cè)偏心。側(cè)偏心的優(yōu)點(diǎn)是：