旋片真空產(chǎn)品的應(yīng)用

旋片真空產(chǎn)品的應(yīng)用

旋轉(zhuǎn)泵是利用旋轉(zhuǎn)泵和旋轉(zhuǎn)槽中的旋轉(zhuǎn)泵的旋轉(zhuǎn)，從而獲得真空的變?nèi)輽C(jī)械泵。當(dāng)采用工作液來進(jìn)行潤滑并填充泵腔死隙,分隔排氣閥和大氣時(shí),即為通常所稱的油封旋片真空泵。無工作液時(shí),即為干式旋片真空泵,將另頁介紹。在油封旋片真空泵中,國內(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),可直接排入大氣,偏心質(zhì)量較小,維護(hù)簡(jiǎn)便,雙級(jí)泵的極限壓力為6×10-2～1×10-2Pa,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專利,1936年又發(fā)明氣鎮(zhèn)泵,1941年取得專利以來,旋片真空泵得到廣泛應(yīng)用和不斷完善。60年代末,國際上出現(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,有的為了能在泵開氣鎮(zhèn)運(yùn)轉(zhuǎn)突然停電時(shí)自動(dòng)切斷氣路來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、氣味過濾器、阻擋碎玻璃等雜物用的入口過濾器、灰塵過濾器、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)接,進(jìn)行自動(dòng)控制,采用強(qiáng)制潤滑和風(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)、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。1從管道中回收氣旋片泵,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)表面或線密封或面密封,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)排氣口分割開來,并使進(jìn)氣腔容積周期性擴(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排氣閥排氣,從而獲得真空。見圖1。雙級(jí)泵由二個(gè)單級(jí)串聯(lián)而成,進(jìn)氣壓力高時(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)排入低級(jí),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(shè)計(jì)計(jì)算。2氣鎮(zhèn)閥的作用由于真空泵的抽氣過程是一壓縮過程,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50%時(shí),還會(huì)破壞潤滑性能,造成頻繁換油和浪費(fèi)。國外經(jīng)過了十八年的研究,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)如果開氣鎮(zhèn)工作,也可抽除一定的可凝性物質(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)量設(shè)計(jì)成可調(diào)的,可獲得不同氣鎮(zhèn)極限壓力,氣鎮(zhèn)閥的開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)極限壓力與泵的不開氣鎮(zhèn)極限壓力和油路設(shè)計(jì)有關(guān),與氣鎮(zhèn)量有關(guān)。對(duì)同一臺(tái)泵來說,開氣鎮(zhèn)運(yùn)行時(shí),泵的極限壓力和抽氣效率會(huì)下降,泵溫會(huì)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(dāng)泵被抽系統(tǒng)含有較多水汽時(shí),可讓泵先空轉(zhuǎn)20min左右,待泵溫升高后再抽系統(tǒng),可避免或減少水汽在泵內(nèi)凝結(jié)。對(duì)水冷泵,可用溫控裝置來控制泵溫在安全而又較高的數(shù)值范圍。例如,150L/s的單級(jí)旋片泵,控制泵溫在75±5℃,泵的水蒸氣允許量可達(dá)12～14kg/h。3斷油閥的使油孔無法進(jìn)入關(guān)閉位置如果停泵時(shí),有油孔與泵腔相通或排氣閥、軸封、泵蓋平面、進(jìn)氣管、氣鎮(zhèn)閥等密封不嚴(yán),由于液位差的存在和重力作用以及泵腔處于真空狀態(tài)時(shí)油箱與泵腔的壓差作用,油就會(huì)返入泵腔,油量足夠大時(shí),油還會(huì)返到進(jìn)氣管道中,造成下次起動(dòng)時(shí)阻力大,旋片和轉(zhuǎn)子受力大,排氣閥受力大,起動(dòng)困難,影響零部件壽命,降低泵的可靠性。因此,應(yīng)設(shè)法防止停泵返油。其原理是,在停泵時(shí)切斷油路,消除泵腔負(fù)壓,降低液位差,減少返入油量。常用的具體措施有:①把排氣閥附近的油與其余油隔開,油位只略高于隔墻。②把油箱和排氣閥移在側(cè)面,以降低油位,減少油量。③閥座平面要平整,閥片加彈力。④軸封和靜密封部位要可靠,適時(shí)更換。⑤在油孔中加管子,使油位僅略高于進(jìn)油口。⑥設(shè)置止回閥機(jī)構(gòu),停泵時(shí)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)油孔。⑦設(shè)置油泵和輔助機(jī)構(gòu),停泵時(shí)切斷油路。⑧泵口裝充氣閥。⑨裝入口容器。我國上海真空泵廠2XZ-4型泵上采用的第一種止回閥機(jī)構(gòu),是利用泵工作時(shí)葉輪受到油的反作用力成為一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu),推動(dòng)止回閥桿開啟油孔。閥桿必須調(diào)整到一個(gè)合理位置,使閥桿對(duì)葉輪的力的作用線與傳動(dòng)中心有一個(gè)距離,從而停泵時(shí),油對(duì)葉輪的反作用力消失。閥桿上的彈力會(huì)使葉輪偏轉(zhuǎn)而與閥桿脫開,關(guān)閉油孔。調(diào)整要點(diǎn)是油孔處閥頭平面的最大開啟高度為0.8～1.2mm,高了會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)。一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)是用拉簧代替彈簧片,可避免裝配、維修時(shí)不當(dāng)心引起變形失效。用離心力來形成凸輪輪廓。偏心塊下落的阻力較小,關(guān)閉較可靠。優(yōu)缺點(diǎn)比較:泵口裝電磁截止帶放氣閥等進(jìn)氣口閥,會(huì)增加成本,增加閥門故障,降低抽速。對(duì)于油孔直通、排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)的泵,閥只能延緩向泵腔返油和阻止油進(jìn)入閥外被抽系統(tǒng)。對(duì)制造廠來說,泵的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,制造較容易,防止污染閥外被抽系統(tǒng)較可靠。采用止回閥和動(dòng)密封、靜密封的結(jié)構(gòu),即使遇到突然停電而不向泵內(nèi)充氣,也能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)使泵腔處于真空狀態(tài),無顯著返油。但其可靠性受制造、裝配、油封、排氣閥和其他靜密封件的質(zhì)量狀況影響。如果加裝一入口容器,那么,即使發(fā)生返油,也只限到容器中,則比較可靠,用戶可自行選擇措施。順便指出,止回閥有節(jié)制進(jìn)油量的作用。例如,每轉(zhuǎn)只有約四分之一的時(shí)間開啟油孔。油量過多噪聲大些,由于油中含氣,極限全壓力也可能會(huì)有所下降。過小的油孔加工較難,止回閥可克服這一困難。另外,萬一止回閥零件損壞,拆除止回閥桿后泵仍可使用。但停泵后要立即向泵內(nèi)充氣,以防返油,故要適時(shí)檢修,對(duì)重要用途,可加裝放氣閥或截止帶放氣閥。4旋片泵的噪聲旋片泵的噪聲,通常指泵在溫度穩(wěn)定時(shí),在極限真空下測(cè)得的噪聲級(jí)。它包括泵本身的噪聲和電機(jī)噪聲。對(duì)用戶來說,還關(guān)心泵溫未穩(wěn)定時(shí)的起動(dòng)階段的噪聲和不同入口壓強(qiáng)下運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲,還有開氣鎮(zhèn)工作時(shí)的噪聲。因此,要考慮多種影響因素。就發(fā)聲的部位來分,泵的噪聲有下列幾個(gè)可能方面。①旋片對(duì)缸體的撞擊,泵殘余容積和排氣死隙中的壓力油的發(fā)聲;②排氣閥片對(duì)閥座和支持件的撞擊;③箱體內(nèi)的回聲和氣泡破裂聲;④軸承噪聲;⑤大量氣、油沖擊擋油板等引起的噪聲;⑥其他。如傳動(dòng)引起的噪聲,風(fēng)冷泵的風(fēng)扇噪聲等;⑦電機(jī)噪聲,這是至關(guān)重要的因素。分述如下:①旋片對(duì)缸體的撞擊。如果設(shè)計(jì)、制造或用料不當(dāng),引起旋片滑動(dòng)不暢,或者由于存在排氣死隙,不可壓縮的油引起旋片頭部不能始終緊貼缸壁運(yùn)轉(zhuǎn),就會(huì)引起旋片對(duì)缸壁的撞擊發(fā)聲。因此,宜采用圓弧面分隔進(jìn)排氣口的結(jié)構(gòu)。用排氣導(dǎo)流槽消除死隙。在采用線分隔結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)盡量縮短排氣終點(diǎn)到切點(diǎn)的距離,對(duì)于70L/s以下的旋片泵,考慮旋片的實(shí)際厚度,建議取7～10mm,大泵取大值。過近時(shí),由于轉(zhuǎn)子旋片槽的存在和旋片頭部只有一條狹帶接觸,旋片轉(zhuǎn)到切點(diǎn)位置時(shí)密封效果一旦不好,就會(huì)影響泵的抽速甚至極限壓力?？梢娺@種結(jié)構(gòu)不能完全消除排氣死隙,限制了降噪水平。需要指出的是,旋片與槽的間隙過大會(huì)降低性能。因此,要保證合理的公差配合和形位公差值,注意旋片的熱膨脹,避免旋片與槽拉毛,注意油的冷油粘度,設(shè)計(jì)足夠的旋片彈簧力,在采用圓弧面分隔時(shí),轉(zhuǎn)子中心的附加偏心值不宜過大。不然,旋片經(jīng)過兩個(gè)圓弧,會(huì)在交點(diǎn)處產(chǎn)生脫離缸壁趨勢(shì),反而引起撞擊噪聲。一般小泵為0.20～0.25mm即可,大泵可適當(dāng)加大。排氣死隙中的壓力油和殘余容積中的壓力油的發(fā)聲。泵到極限壓力時(shí),兩處壓力油會(huì)在與真空腔室接通時(shí)高速射向真空腔室,與轉(zhuǎn)子、缸壁撞擊發(fā)聲。兩處容積的大小、位置與噪聲有關(guān)。②閥片對(duì)閥座和支持件的撞擊噪聲。吸入的氣體量大,泵的循環(huán)油量多,閥片噪聲就越大,閥跳高,閥的面積大,閥片噪聲也大,閥片材料也有一定影響。橡膠閥片的噪聲應(yīng)比鋼片或?qū)訅喊鍨楹?。為?要節(jié)制進(jìn)油量,閥片關(guān)閉要及時(shí),要嚴(yán)密。注意閥的選材與結(jié)構(gòu)。③箱體內(nèi)的回聲和氣泡破裂聲。氣量增大時(shí),此項(xiàng)噪聲將增大。因此,開氣鎮(zhèn)時(shí)或通大氣時(shí)此項(xiàng)噪聲會(huì)明顯增大。如果氣鎮(zhèn)量可調(diào),則可合理調(diào)節(jié)氣鎮(zhèn)量。④大量氣體和油排出時(shí)沖擊擋油板等零部件時(shí)發(fā)出的噪聲。如果零件剛性不足或未緊固,產(chǎn)生振動(dòng)與碰撞,會(huì)使此項(xiàng)噪聲增大。因此擋油板不僅應(yīng)有足夠剛度并緊固,而且在需與其他零件(如油箱)接觸時(shí),利用夾橡膠的方法可避免振動(dòng)引起的碰撞噪聲,并改善擋油效果。⑤軸承噪聲?；瑒?dòng)軸承的噪聲一般比滾動(dòng)軸承的低。一般小泵均可采用滑動(dòng)軸承。需采用滾動(dòng)軸承時(shí),應(yīng)避免選用低精度的軸承。⑥其他?？砂▊鲃?dòng)引起的噪聲、風(fēng)冷泵的風(fēng)扇噪聲,制造偏差或零件損傷引起的不正常噪聲,油箱內(nèi)壁吸音面積的大小,緊固件松動(dòng)引起不正常碰撞發(fā)聲等。為此,應(yīng)合理選擇傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)與精度、風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、定子結(jié)構(gòu)和工藝手段,減少制造偏差,適當(dāng)增加吸音面積。⑦電機(jī)噪聲。規(guī)定了泵的整機(jī)噪聲。電機(jī)噪聲首先至少必須低于此聲級(jí)。實(shí)際上一般地說,泵的噪聲很難做到比配套電機(jī)低。對(duì)于直聯(lián)結(jié)構(gòu)來說,兩聲源很近,因此要求電機(jī)噪聲低于整機(jī)噪聲3dB(A)是需要的。要想達(dá)到國際先進(jìn)水平,更需如此。電機(jī)軸承精度,轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡精度、軸承外殼的松動(dòng)、電的噪聲和電機(jī)風(fēng)扇噪聲都會(huì)影響電機(jī)噪聲,選購與抽驗(yàn)時(shí)應(yīng)予注意。此外,必須緊固和密封油箱的進(jìn)氣嘴、氣鎮(zhèn)閥、排氣嘴等連接部位,否則大氣起動(dòng)時(shí)可能引起泄漏的尖叫聲。除上述提到的消聲措施外,還可用氣鎮(zhèn)閥或氣鎮(zhèn)閥上的附加針形閥微量摻氣,使排氣死隙為氣體和油共同占據(jù),可明顯降低噪聲,對(duì)于雙級(jí)泵可只有不大的降低。5高級(jí)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)旋片泵的具體結(jié)構(gòu),可謂五花八門,不勝枚舉,這里只是作些介紹。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。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。按照轉(zhuǎn)子偏心的位置分,又有所謂正偏心與側(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:油位較低,油量可較少,停泵返油較少,起動(dòng)功率和配用功率可較小;排氣閥檢修、維護(hù)較方便。注意裝配工藝宜采用豎裝法。對(duì)于正偏心結(jié)構(gòu),裝配可采用倒裝法,利用轉(zhuǎn)子自重找正裝配位置。對(duì)于雙級(jí)泵,高低二級(jí)轉(zhuǎn)子的連接方法和支承方法也有不同:一種是四個(gè)支承,叉式連接;另一種是二支承,鍵連接傳動(dòng)。在二支承結(jié)構(gòu)中,低級(jí)轉(zhuǎn)子多為帶內(nèi)孔的結(jié)構(gòu),也有用高級(jí)轉(zhuǎn)子中壁一側(cè)軸頸延長(zhǎng)作為低級(jí)轉(zhuǎn)子的。如果低級(jí)轉(zhuǎn)子外徑與高級(jí)轉(zhuǎn)子相同,采用正槽不穿軸形式時(shí),轉(zhuǎn)子外徑與缸徑之比d/D=b應(yīng)有較大值。采用正槽穿軸形式時(shí)可取較小b值。此時(shí)轉(zhuǎn)子一端開槽而另一端帶凸緣。也有人采用高低二級(jí)取不同的b值,不同的缸徑和轉(zhuǎn)子直徑的做法?；虿捎脗?cè)偏旋片槽的結(jié)構(gòu)形式。由于選用結(jié)構(gòu)不同,泵的拆裝也不一樣,用戶必須仔細(xì)閱讀使用說明書,以防損壞泵。對(duì)于高級(jí)轉(zhuǎn)子,凡高速直聯(lián)結(jié)構(gòu),考慮動(dòng)平衡影響,宜采用實(shí)心形式。對(duì)于低速泵,轉(zhuǎn)子較大時(shí),為減輕重量,宜采用空心形式。轉(zhuǎn)子有整體、整體加穿軸、拼接、焊接等結(jié)構(gòu)形式。國內(nèi)普遍采用的一種結(jié)構(gòu)是由二半轉(zhuǎn)子體加二轉(zhuǎn)子盤用螺釘和銷釘拼接。一種新結(jié)構(gòu)是用一個(gè)轉(zhuǎn)子盤與一個(gè)整體轉(zhuǎn)子體拼接,具有剛性好、工時(shí)省、形位公差精度好的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于定子結(jié)構(gòu),有整體式、中壁壓入式和拼接式三類。國內(nèi)普遍采用的結(jié)構(gòu)之一是中壁外徑與缸徑尺寸相同,用過盈配合壓入定子,優(yōu)點(diǎn)是高低二級(jí)缸徑同心度好、工時(shí)較省。缺點(diǎn)是過盈小時(shí)受大力后可引起軸向位移,過盈大時(shí)形位公差受影響;二級(jí)的偏心圓弧須二次裝夾分別加工;圓弧深度難以測(cè)量。一種新的中壁壓入式結(jié)構(gòu)是中壁外徑與轉(zhuǎn)子直徑相同,高低二級(jí)的偏心圓弧面可一次裝夾加工,同心度好,包括深度在內(nèi)的所有公差均可用普通量具檢測(cè),采用較小的過盈量加定位銷,加上中壁尺寸較小,定子中壁處較厚,故有較好的形位公差精度,為取得高性能和好的一致性提供了條件。此結(jié)構(gòu)由上海真空泵廠發(fā)明并獲得國家實(shí)用新型專利,專利號(hào):852017936,證書號(hào):2543,已先后用于2XZ-2A/4A/2B/4B/1B/8B/15B泵中,效果很好。拼接式定子結(jié)構(gòu),一般可由五大件拼成,零件較簡(jiǎn)單,適于自動(dòng)化生產(chǎn),報(bào)廢損失少,零件磨損后修理的可能性較大,缺點(diǎn)是對(duì)機(jī)床精度的要求較高,以減少累積誤差,零件多,加工面多,銷孔和銷釘要求精確,對(duì)于大泵,拼接較復(fù)雜,勞動(dòng)強(qiáng)度大。也有采用其他拼接形式的。整體式定子結(jié)構(gòu),有如上海真空泵廠早期生產(chǎn)的4L/s以下2X型泵,具有維修簡(jiǎn)單,中壁不會(huì)走動(dòng),無中壁過盈變形的優(yōu)點(diǎn)。但工時(shí)較多,工藝要求較高,勞動(dòng)強(qiáng)度較大。關(guān)于排氣閥結(jié)構(gòu),按材料分有橡膠、金屬和樹脂層壓板之分。橡膠閥片有板形、方形、三角形等基形,金屬閥片有板形、多層環(huán)行等基形,樹脂層壓板則為板形。對(duì)于低速泵,排氣閥上可以不加彈力,但也有加彈力的。對(duì)于高速直聯(lián)泵,排氣閥上一般應(yīng)加彈力,過小過大都會(huì)影響性能。因此,一般情況中,高速直聯(lián)泵在1.3kPa以上入口壓力下的抽氣效率將低于不加彈力的低速泵。一般應(yīng)用通常并不常在這些壓力下工作,因此可以不必考慮。關(guān)于排氣閥的設(shè)置。由于排氣速度影響泵的功率和1.3kPa以上入口壓力下的抽速,故要加以限制。在高速直聯(lián)泵中,一般高低二級(jí)都設(shè)置排氣閥,件數(shù)視地位和排氣速度而定。對(duì)于二級(jí)吸氣容積相等的小泵,可只設(shè)低級(jí)排氣閥。6泵口結(jié)構(gòu)防停泵返油旋片泵的設(shè)計(jì),首先應(yīng)根據(jù)用途及工藝條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體方案確定后,再進(jìn)行主要參數(shù)和尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算,并輔以必要的輔助計(jì)算。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),本章前面的介紹可供參考選擇,這里再介紹幾點(diǎn)。對(duì)于大泵應(yīng)采用水冷;為提高氣鎮(zhèn)性能,應(yīng)有附加油路;對(duì)于70L/s以下規(guī)格可設(shè)計(jì)成直聯(lián)結(jié)構(gòu);采用性能良好的工程塑料或其他非金屬做旋片;采用合適的泵內(nèi)防止停泵返油措施;設(shè)計(jì)合適的可選擇的泵外附件。極限壓力為4Pa左右的可設(shè)計(jì)成單級(jí)泵,以水蒸氣允許量較高為目的的可設(shè)計(jì)成單級(jí)泵,≥70L/s的泵可用皮帶傳動(dòng)和較低轉(zhuǎn)速,并采用溫控流量調(diào)節(jié)閥使泵在較高泵溫下工作,如75±5℃,對(duì)于以真空吸引為主要用途,極限壓力為50～200Pa的單級(jí)泵,頻繁抽大氣,常在較高入口壓力下運(yùn)轉(zhuǎn),應(yīng)選用較大的b值;應(yīng)帶油氣分離和消霧裝置;泵口一般均帶逆止閥,以防停泵返油并保持泵口為負(fù)壓狀態(tài),通常為直聯(lián)強(qiáng)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)。另外,應(yīng)盡量采用系列設(shè)計(jì),以利于提高通用性和標(biāo)準(zhǔn)化程度,以利組織生產(chǎn),降低成本。關(guān)于泵主要參數(shù)和尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算?？梢愿鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)和公式選取不同參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、比較再選擇并把尺寸圓整,最后選定方案,驗(yàn)算有關(guān)數(shù)值。這里介紹一種計(jì)算方法。6.1旋片數(shù)目的選取、泵軸轉(zhuǎn)速n、旋片數(shù)Z、初選直徑比b、長(zhǎng)徑比a、容積利用系數(shù)Kv。6.1.1幾何抽速SthJB/T6533—1997要求泵的幾何抽速Sth應(yīng)為名義抽速S的1.0～1.2倍。由于國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用幾何抽速來考核抽氣效率,因此,如果用戶要求泵的最大抽速更接近名義抽速,則應(yīng)選較大的Sth值。對(duì)于排氣壓力較高的泵,更應(yīng)如此。6.1.2泵軸轉(zhuǎn)速n小則尺寸大、體積大、重量大、材料消耗較大,但溫升較低,旋片頭部最大線速度較小,對(duì)旋片材質(zhì)和泵油要求較低,橡膠件不易老化。國內(nèi)實(shí)際采用的皮帶傳動(dòng)泵n在320～800r/min之間。反之,n大則尺寸小,體積小、重量輕、用料少、采用電機(jī)直聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)平衡好、振動(dòng)小。但應(yīng)采用比重較小的耐磨的旋片材料,增強(qiáng)冷卻,改進(jìn)泵油性能,通常取n=1400～1700r/min,對(duì)于8L/s以上大泵,也有取n=960～1150r/min的。6.1.3旋片數(shù)目Z的選擇對(duì)于4Pa以下極限壓力的泵,在每一級(jí)中一般多取Z=2。采用Z=3的也有,但較少,而且原先用3片的萊寶DA系列泵在DB系列改進(jìn)型泵中又改用Z=2。片數(shù)多,加工要難一些,成本要高一些,抽速則可增加一些。對(duì)于極限壓力為50～200Pa的泵,b值較大,容積利用系數(shù)較小,增加片數(shù)一可增加抽速,二可使性能穩(wěn)定。常用3片。對(duì)于干式旋片泵則多用4片。6.1.4選擇直徑比bb=d/D,抽速一定,b小則泵的定子尺寸小,偏心距e大,泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)旋片最大伸出長(zhǎng)度與留在槽內(nèi)的長(zhǎng)度之比大,旋片受力大,容易磨損或發(fā)生故障。在實(shí)用中b=0.75～0.90。連續(xù)工作入口壓力較低的可取小值,反之可取大值。6.1.4選擇長(zhǎng)徑比aa=L1/D,L1是泵腔長(zhǎng)度,對(duì)于雙級(jí)泵指高真空級(jí)的長(zhǎng)度,D是泵腔直徑,a值的選取影響旋片頭部的最大線速度,與泵溫、磨損有關(guān),影響加工工藝性、外形尺寸和重量以及外形的美觀。a值還受進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)的限制。通用化規(guī)格選擇不當(dāng),會(huì)使泵溫度較高,外形尺寸大,重量大,一般取a=0.4～1.5,對(duì)于大泵取大值,小泵取小值。6.1.6選取或計(jì)算容積利用系數(shù)Kv通?？偪赏ㄟ^合理的布置進(jìn)氣口和加進(jìn)氣導(dǎo)流槽來獲得最大吸氣容積和最大容積利用系數(shù)。這時(shí),可從表中方便地查取Kv值,也可按公式進(jìn)計(jì)算。對(duì)于二片式Κv=(π-φ)+12sin2φ-12πb2π(1-b2)Kv=(π?φ)+12sin2φ?12πb2π(1?b2)式中φ=arccos(1-b)對(duì)于三片式Κv=φ1-φ2b2+(1-b)sinφ1π(1-b2)式中φ2=π3φ1=π3+arcsin[(1-b)sinπ3]對(duì)于三片式Kv=φ1?φ2b2+(1?b)sinφ1π(1?b2)式中φ2=π3φ1=π3+arcsin[(1?b)sinπ3]6.2主要尺寸的確定6.2.1zkva1b3mmd的dmmd的dmmd的d值,d的d值mmd的計(jì)算D=3√24×107SthπznΚva(1-b2)(mm)D=24×107SthπznKva(1?b2)?????????√3(mm)d=b·D(mm)L1=aD(mm)e=12(D-d)(mm)e=12(D?d)(mm)6.2.2、大小泵比的確定L1/L2稱為高低二級(jí)的缸長(zhǎng)比,如果兩級(jí)的D、d相同,其值為高真空級(jí)的壓縮比,比值大則低級(jí)缸短,泵的體積、重量、材料消耗均小,對(duì)于大泵,尤為顯著,對(duì)于小泵,由于本身尺寸小,大的壓縮比不但由于布置排氣閥等結(jié)構(gòu)上的原因而受限制,而且尺寸重量的減少也不顯著,一般L1/L2=1～6。6.2.3旋片的下壓板r+eVmax=πn30?(R+e)?10-3(m/s)Vmax=πn30?(R+e)?10?3(m/s)式中R——泵腔半徑,mme——偏心距,mm此值過大,泵溫一般較高,而且會(huì)使樹脂浸漬的層壓旋片頭部焦黑開裂,應(yīng)予注意。6.2.4旋片厚度的確定a.旋片高度h的計(jì)算,hmin=√R2-e2?h＜hmin才能避免二旋片在槽內(nèi)相碰。旋片的最大伸長(zhǎng)h1=D-d=2e。為保證旋片在槽內(nèi)自由滑動(dòng),可靠工作,密封良好,推薦取旋片槽內(nèi)最小長(zhǎng)度h2≥h1,應(yīng)有h2≥0.4。h=h1+h2b.旋片厚度B的選取旋片厚度應(yīng)考慮材質(zhì)、強(qiáng)度、比重、旋片和轉(zhuǎn)子旋片槽的工藝性。鑄鐵強(qiáng)度高,變形小,離心力大,故對(duì)大泵要考慮適當(dāng)選薄一些,或用非金屬材料替代,對(duì)于高速直聯(lián)結(jié)構(gòu),一般都應(yīng)采用非金屬材料,下面的表中部分是一些產(chǎn)品中實(shí)用的材質(zhì)和厚度,可供參考。6.2.5選取的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于常用的法管道直徑對(duì)泵的抽氣效率有影響,入口壓力越低,影響越大,一般情況下,可按標(biāo)準(zhǔn)選取。出于通用化設(shè)計(jì)的考慮,在實(shí)際應(yīng)用中也有不同于標(biāo)準(zhǔn)的入口連接和進(jìn)氣口徑。6.2.6、二級(jí)排氣面積泵的最大排氣速度v過大,對(duì)防止噴油不利,還會(huì)降低高入口壓力時(shí)的抽氣速率。過小則排氣口總面積大,結(jié)構(gòu)尺寸較大,推薦取v=20～30m/s。如果是雙級(jí)泵,且高、低二級(jí)都設(shè)排氣閥,則大氣起動(dòng)時(shí)二級(jí)同時(shí)排氣。故排氣總面積F包括二級(jí)的排氣面積。按照流量連續(xù)性原理,應(yīng)有S1Ρ1=S2Ρ2=S2hΡ2h+S2LΡ2L式中S1——泵的抽速,可取S1=0.8SthP1——泵的入口大氣壓力S2h——高級(jí)排氣容積流量P2h——高級(jí)排氣壓力S2L——低級(jí)排氣容積流量P2L——低級(jí)排氣壓力因?yàn)镾=Fv10(L/s),故F=10Sv(cm2)S可由設(shè)計(jì)者決定,例如二級(jí)設(shè)置相同排氣面積和P2,則S=