旋片式真空泵抽氣原理與結構

機械真空泵 何璧生 真空技術網整理

一、旋片式真空泵抽氣原理與結構

    旋片泵,它有偏心地裝在定子腔內的轉子及轉子槽內的兩個或數個旋片,轉子與泵殼內表面或相切或相交,轉子帶動旋片旋轉時,旋片借離心力(有的還有彈簧力)緊貼缸壁,把進排氣口分割開來,并使進氣腔容器周期性擴大而吸氣,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排氣閥排氣,從而獲得真空。見圖一。雙級泵由二個單級串聯而成,進氣壓力高時,一般大中型泵,二級可同時排氣,進氣壓力低時,氣體由高級排人低級,然后再排出泵外。

    由于泵是利用吸氣容積的變化來抽吸氣體的,其名義抽速可按吸氣的幾何容積來設計計算。

二、旋片式真空泵氣鎮原理與結構

    由于真空泵的抽氣過程是一壓縮過程,故當有水蒸氣之類的可凝性氣體時,如果在排出泵腔前達到其飽和蒸汽壓力,則會凝結在油中,使泵油乳化變質,潤滑密封性能變壞,凝結物在吸氣腔中還會重新變成氣態,使真空度降低。據介紹,當含水超過50%時,還會破壞潤滑性能,造成頻繁換油和浪費。國外經過了十八年的研究,發明了氣鎮泵。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分組成的,只有當二者之和足以克服排氣閥的大氣壓力和彈力時,才發生排氣。氣鎮閥的作用,是在排氣發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,當它低于泵溫下的飽和蒸汽壓時,即可隨充入氣體排出泵外,而避免凝結在泵油中。另外,當密閉泵口運轉時,已混入油內的可凝性氣體的凝結物或氣相就會溶于油中的物質,又會在泵腔內從油中逸出,這時如果開氣鎮工作,也可抽除一定量的可凝性物質,從而起到一定凈化作用,延長泵油的使用期。真空泵油較貴,貨源亦有限,因此合理使用氣鎮有著大的經濟意義。

    在結構上,氣鎮閥有一逆止閥,防止排氣時油、氣從氣鎮孔排出,氣鎮量設計成可調的,可獲取不同氣鎮極限壓力,氣鎮閥的開啟便于移到泵外的合適位置,可實現遠距離操作。氣鎮閥微量滲氣時可降低噪聲,還可作為停泵時的放氣閥用,來避免或延緩停泵返油。

    氣鎮量與泵的幾何抽速、摻氣級的幾何容積、氣鎮孔大小、間隙大小有關。氣鎮極限壓力與泵的不氣鎮極限壓力和油路設計有關,與氣鎮量有關。

    對同一臺泵來說,開氣鎮運行時,泵的極限壓力和抽氣效率會下降,泵溫會升高,摻氣量小變化小,抽除可凝性氣體的量亦少。

    另外,排氣溫度高,排氣溫度下的飽和蒸汽壓就大,最大許可入口蒸汽壓力就大些,水蒸氣允許量也大些。因此,當泵被抽系統含有較多水汽時,可讓泵先空轉20分鐘左右,待泵溫升高后再抽系統,可避免或減少水汽在泵內凝結。對水冷泵,用可溫控制裝置來控制泵溫在安全而又較高的數值范圍。例如,150L/s的單級旋片泵,控制泵溫在75±5℃,泵的水蒸氣允許量可達12~14kg/h。