真空獲得設(shè)備原理與技術(shù)基礎(chǔ)

1、Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3. 油封機(jī)械泵油封機(jī)械泵 3.1 旋片式油封真空泵旋片式油封真空泵 圖圖3-1 2X型旋片泵型旋片泵 圖圖3-1 2XZ型旋片泵型旋片泵 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3.1.1 概述概述 旋片泵為一種變?nèi)菔綒怏w傳輸真空泵，是旋片泵為一種變?nèi)菔綒怏w傳輸真空泵，是 真空技術(shù)中最基本的真空獲得設(shè)備之一。工作壓真空技

2、術(shù)中最基本的真空獲得設(shè)備之一。工作壓 力范圍力范圍1013251.3310-2 Pa，屬低真空泵。，屬低真空泵。 可單獨(dú)使用，也可作其他高真空泵的前級(jí)可單獨(dú)使用，也可作其他高真空泵的前級(jí) 泵，用以抽除密封容器中的干燥氣體。若附有氣泵，用以抽除密封容器中的干燥氣體。若附有氣 鎮(zhèn)裝置，還可抽除一定量的可凝氣體。鎮(zhèn)裝置，還可抽除一定量的可凝氣體。 旋片泵不適于抽除含氧過(guò)高、有爆炸性的、旋片泵不適于抽除含氧過(guò)高、有爆炸性的、 對(duì)金屬有腐蝕性的、與泵油會(huì)發(fā)生化學(xué)發(fā)應(yīng)的、對(duì)金屬有腐蝕性的、與泵油會(huì)發(fā)生化學(xué)發(fā)應(yīng)的、 含有顆粒塵埃的氣體。含有顆粒塵埃的氣體。 Vacuum and Fluid Engineer

3、ing Research Center of Northeastern University, China 3.1.2 旋片泵的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)旋片泵的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 旋片把轉(zhuǎn)子、泵體、旋片把轉(zhuǎn)子、泵體、 端蓋形成的月牙形空間分端蓋形成的月牙形空間分 隔成隔成A A、B B、C C三部分。三部分。 3.1.2.1 工作原理工作原理 圖圖3-3 旋片泵工作原理圖旋片泵工作原理圖 1-旋片旋片 2-旋片彈簧旋片彈簧 3-泵體泵體 4-端蓋端蓋 5-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern Univers

4、ity, China 若轉(zhuǎn)子按圖中箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，若轉(zhuǎn)子按圖中箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，A A空間空間 容積增加，壓力降低，氣體經(jīng)泵入口被吸入，容積增加，壓力降低，氣體經(jīng)泵入口被吸入， 此時(shí)處于吸氣過(guò)程；此時(shí)處于吸氣過(guò)程；B B空間的容積減小，壓力空間的容積減小，壓力 增加，處于壓縮過(guò)程；增加，處于壓縮過(guò)程；C C空間的容積進(jìn)一步縮空間的容積進(jìn)一步縮 小，壓力進(jìn)一步增加，當(dāng)壓力超過(guò)排氣壓力小，壓力進(jìn)一步增加，當(dāng)壓力超過(guò)排氣壓力 時(shí)，壓縮氣體推開泵油密封的排氣閥，處于時(shí)，壓縮氣體推開泵油密封的排氣閥，處于 向大氣的排氣過(guò)程。在泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，向大氣的排氣過(guò)程。在泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中， 不斷進(jìn)行吸氣、壓縮

5、和排氣過(guò)程，從而達(dá)到不斷進(jìn)行吸氣、壓縮和排氣過(guò)程，從而達(dá)到 連續(xù)抽氣的目的。連續(xù)抽氣的目的。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3.1.2.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 旋片泵在結(jié)構(gòu)上可分為油封式（圖旋片泵在結(jié)構(gòu)上可分為油封式（圖3-4a） 和油浸式（圖和油浸式（圖3-4b）兩大類。）兩大類。 1 1）油封式）油封式油箱設(shè)在泵體上，油起密封排油箱設(shè)在泵體上，油起密封排 氣閥的作用，泵為水或風(fēng)冷卻。一般大泵多采氣閥的作用，泵為水或風(fēng)冷卻。一般大泵多采 用這種結(jié)構(gòu)形式；用這種結(jié)構(gòu)形式

6、； 2 2）油浸式）油浸式整個(gè)泵體浸在油內(nèi)，油起密封、整個(gè)泵體浸在油內(nèi)，油起密封、 冷卻作用。小泵和直聯(lián)泵多采用。冷卻作用。小泵和直聯(lián)泵多采用。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 圖圖3-4a 油封式油封式2X型旋片泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖型旋片泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1進(jìn)氣管；進(jìn)氣管； 2濾網(wǎng)；濾網(wǎng)； 3注油活塞；注油活塞； 4油窗；油窗； 5放油螺塞；放油螺塞； 6旋片；旋片； 7旋片彈簧；旋片彈簧； 8轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子； 9氣鎮(zhèn)閥；氣鎮(zhèn)閥； 10泵體；泵體； 11排氣閥；排氣閥； 12排氣管排氣管

7、 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 圖圖3-4b 油浸式油浸式2X型旋片泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖型旋片泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1電機(jī)；電機(jī)；2手把；手把；3支架；支架；4油箱；油箱；5排氣管；排氣管；6擋油板；擋油板； 7氣鎮(zhèn)閥；氣鎮(zhèn)閥；8油窗；油窗；9油泵；油泵；10放油螺塞；放油螺塞；11低級(jí)泵蓋；低級(jí)泵蓋； 12排氣閥；排氣閥；13低級(jí)旋片彈簧；低級(jí)旋片彈簧；14低級(jí)旋片；低級(jí)旋片；15低級(jí)轉(zhuǎn)子；低級(jí)轉(zhuǎn)子； 16中隔板；中隔板；17中間氣道壓板；中間氣道壓板；18擋油板支柱；擋油板支柱；19

8、高級(jí)轉(zhuǎn)高級(jí)轉(zhuǎn) 子；子；20高級(jí)旋片及彈簧；高級(jí)旋片及彈簧；21輔助排氣閥；輔助排氣閥；22高級(jí)泵蓋；高級(jí)泵蓋；23 泵連軸器；泵連軸器；24電機(jī)連軸器。電機(jī)連軸器。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 1. 泵體（定子）：主要有泵體（定子）：主要有3種：種： 圖圖3-5 泵體結(jié)構(gòu)泵體結(jié)構(gòu) (a)整體式；整體式； (b)中壁壓入式；中壁壓入式； (c) 組合式組合式 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northea

9、stern University, China 整體式整體式 ：結(jié)構(gòu)緊湊，連接及密封加工面少，結(jié)構(gòu)緊湊，連接及密封加工面少， 密封性能好。加工工藝較難。密封性能好。加工工藝較難。 關(guān)鍵：保證兩腔同心度和泵腔內(nèi)表面的精度及關(guān)鍵：保證兩腔同心度和泵腔內(nèi)表面的精度及 粗糙度（光潔度）。粗糙度（光潔度）。 中壁壓入式：中壁壓入式：高低腔為一整體，中隔板由壓高低腔為一整體，中隔板由壓 力機(jī)壓入，泵腔加工工藝性好。結(jié)構(gòu)緊湊。中力機(jī)壓入，泵腔加工工藝性好。結(jié)構(gòu)緊湊。中 壁壓入公差較嚴(yán)，采用過(guò)盈配合定位，泵腔與壁壓入公差較嚴(yán)，采用過(guò)盈配合定位，泵腔與 中隔板鄰近處易產(chǎn)生變形。中隔板鄰近處易產(chǎn)生變形。 一般采用

10、小過(guò)盈量，加一定位銷，或小過(guò)一般采用小過(guò)盈量，加一定位銷，或小過(guò) 盈微量浮動(dòng)減少因大過(guò)盈量引起的變形；或在盈微量浮動(dòng)減少因大過(guò)盈量引起的變形；或在 泵腔相應(yīng)處設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋減少變形（大泵）泵腔相應(yīng)處設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋減少變形（大泵） 。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 組合式：組合式：各零件易于加工，容易保證高精各零件易于加工，容易保證高精 度，廢品率低，互換性好，適于大批量生產(chǎn)，度，廢品率低，互換性好，適于大批量生產(chǎn)， 但其加工面多，裝配麻煩。但其加工面多，裝配麻煩。 泵體材料：

11、泵體材料： 大多數(shù)廠家均采用高強(qiáng)度灰鑄鐵，如大多數(shù)廠家均采用高強(qiáng)度灰鑄鐵，如H 200，250等。等。 也可采用鋁合金或球墨鑄鐵等耐磨、自也可采用鋁合金或球墨鑄鐵等耐磨、自 潤(rùn)滑好的材料。潤(rùn)滑好的材料。 泵體毛坯鑄件應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，以消除泵體毛坯鑄件應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，以消除 內(nèi)應(yīng)力，防止變形，提高耐磨性。內(nèi)應(yīng)力，防止變形，提高耐磨性。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有三種形式：整體式、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有三種形式：整體式、 壓套式和轉(zhuǎn)子盤式。壓套式和轉(zhuǎn)子盤

12、式。 整體式整體式 ：加工基準(zhǔn)是兩端中心孔，加工基準(zhǔn)是兩端中心孔， 與轉(zhuǎn)子盤式結(jié)構(gòu)相比，其加工件和裝與轉(zhuǎn)子盤式結(jié)構(gòu)相比，其加工件和裝 配量少，加工簡(jiǎn)單，節(jié)省工序，幾何配量少，加工簡(jiǎn)單，節(jié)省工序，幾何 精度和尺寸精度也得到了保證。但缺精度和尺寸精度也得到了保證。但缺 點(diǎn)是對(duì)材質(zhì)要求較高，而且其旋片槽點(diǎn)是對(duì)材質(zhì)要求較高，而且其旋片槽 加工較困難，難以達(dá)到高精度，較適加工較困難，難以達(dá)到高精度，較適 于大泵；于大泵； Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 壓套式：壓套式：如圖如圖3

13、-6(a)所示，兩半轉(zhuǎn)子中間所示，兩半轉(zhuǎn)子中間 用襯塊保證旋片槽寬，該結(jié)構(gòu)加工量稍小些，用襯塊保證旋片槽寬，該結(jié)構(gòu)加工量稍小些， 但要求加工精度較高，裝配較復(fù)雜；但要求加工精度較高，裝配較復(fù)雜； 轉(zhuǎn)子盤式：轉(zhuǎn)子盤式：是當(dāng)前采用最多的形式，其結(jié)是當(dāng)前采用最多的形式，其結(jié) 構(gòu)如圖構(gòu)如圖3-6(b)所示，兩半轉(zhuǎn)子盤用螺釘和錐所示，兩半轉(zhuǎn)子盤用螺釘和錐 銷緊固后，兩轉(zhuǎn)子體之間形成旋片槽，這種銷緊固后，兩轉(zhuǎn)子體之間形成旋片槽，這種 結(jié)構(gòu)零件多，加工裝配量大，有較高的加工結(jié)構(gòu)零件多，加工裝配量大，有較高的加工 精度。精度。 Vacuum and Fluid Engineering Research Cen

14、ter of Northeastern University, China 圖圖3-6 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3. 旋片旋片 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式 旋片的結(jié)構(gòu)形式多為矩形旋片的結(jié)構(gòu)形式多為矩形 和和 T 形形 旋片的厚度與型號(hào)有關(guān)（一般從旋片的厚度與型號(hào)有關(guān)（一般從6 14 mm） Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 旋片材料

15、旋片材料 國(guó)內(nèi)一般用國(guó)內(nèi)一般用 45 鋼、鋼、H250、QT 或或 20鋼淬火（硬度：鋼淬火（硬度：HRC4045） 對(duì)旋片材料的一般要求：對(duì)旋片材料的一般要求： 1）要有足夠的抗彎強(qiáng)度；在正常泵溫下膨）要有足夠的抗彎強(qiáng)度；在正常泵溫下膨 脹系數(shù)盡可能小，最好能接近鑄鐵，達(dá)到脹系數(shù)盡可能小，最好能接近鑄鐵，達(dá)到 0.8105 1.1105 l/； 2）比重小，摩擦系數(shù)小，耐磨損；良好的）比重小，摩擦系數(shù)小，耐磨損；良好的 自潤(rùn)滑性；自潤(rùn)滑性； 3）低成本；良好的機(jī)械加工性能；）低成本；良好的機(jī)械加工性能； 4）化學(xué)穩(wěn)定性，沒(méi)有污染和毒害。）化學(xué)穩(wěn)定性，沒(méi)有污染和毒害。 Vacuum and F

16、luid Engineering Research Center of Northeastern University, China 4. 排氣閥排氣閥 排氣閥對(duì)泵的真空度和噪音影響排氣閥對(duì)泵的真空度和噪音影響 較大。較大。 排氣閥有兩種形式：一種是用橡排氣閥有兩種形式：一種是用橡 膠墊做閥片，如圖膠墊做閥片，如圖3-7(a)所示；另一種所示；另一種 是用布質(zhì)酚醛層壓板或彈簧鋼片做閥是用布質(zhì)酚醛層壓板或彈簧鋼片做閥 片，如圖片，如圖3-7(b)所示。所示。 排氣閥必須浸在泵油中。在排氣排氣閥必須浸在泵油中。在排氣 過(guò)程中，壓縮氣體推開排氣閥片，穿過(guò)程中，壓縮氣體推開排氣閥片，穿 過(guò)泵油排出。泵

17、油起到密封的作用。過(guò)泵油排出。泵油起到密封的作用。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 圖圖3-7 排氣閥結(jié)構(gòu)排氣閥結(jié)構(gòu) Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 輔助排氣閥輔助排氣閥 在雙級(jí)泵中，當(dāng)高真空級(jí)與低真空在雙級(jí)泵中，當(dāng)高真空級(jí)與低真空 級(jí)為泵腔寬度不等時(shí)，需在兩級(jí)之間設(shè)級(jí)為泵腔寬度不等時(shí)，需在兩級(jí)之間設(shè) 置中間輔助排氣閥，如圖置中間輔助排氣閥，如圖

18、3-8所示。所示。 輔助排氣閥的作用是在入口壓力較輔助排氣閥的作用是在入口壓力較 高、經(jīng)高真空級(jí)壓縮的氣體已達(dá)到排氣高、經(jīng)高真空級(jí)壓縮的氣體已達(dá)到排氣 壓力時(shí)，輔助排氣閥打開，部分氣體由壓力時(shí)，輔助排氣閥打開，部分氣體由 輔助排氣閥排出，部分氣體由低真空級(jí)輔助排氣閥排出，部分氣體由低真空級(jí) 抽走。抽走。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 圖圖3-8 雙級(jí)泵結(jié)構(gòu)示意圖雙級(jí)泵結(jié)構(gòu)示意圖 高真空級(jí)；高真空級(jí)； 低真空級(jí)；低真空級(jí)； 1中間輔助排氣閥；中間輔助排氣閥；2通道；通道

19、；3低真空級(jí)排氣閥低真空級(jí)排氣閥 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 5. 氣鎮(zhèn)閥氣鎮(zhèn)閥 為了抽除可凝性氣體，油封式機(jī)械真空泵為了抽除可凝性氣體，油封式機(jī)械真空泵 常裝有氣鎮(zhèn)裝置。常裝有氣鎮(zhèn)裝置。 氣鎮(zhèn)法可以有效地防止可凝性氣體凝結(jié)。氣鎮(zhèn)法可以有效地防止可凝性氣體凝結(jié)。 該方法是在被抽氣體被壓縮過(guò)程中將經(jīng)過(guò)控制該方法是在被抽氣體被壓縮過(guò)程中將經(jīng)過(guò)控制 的永久性氣體（通常為室溫干燥空氣）由氣鎮(zhèn)的永久性氣體（通常為室溫干燥空氣）由氣鎮(zhèn) 孔摻入其中，使可凝性氣體分壓達(dá)到泵溫時(shí)的孔

20、摻入其中，使可凝性氣體分壓達(dá)到泵溫時(shí)的 飽和蒸汽壓之前，壓縮氣體的壓力已達(dá)到排氣飽和蒸汽壓之前，壓縮氣體的壓力已達(dá)到排氣 壓力，排氣閥打開，將可凝性氣體同永久性氣壓力，排氣閥打開，將可凝性氣體同永久性氣 體一同排出。體一同排出。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 圖圖3-9 氣鎮(zhèn)閥結(jié)構(gòu)氣鎮(zhèn)閥結(jié)構(gòu) 1調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)閥； 2氣鎮(zhèn)閥座；氣鎮(zhèn)閥座； 3密封墊；密封墊；4擋塊；擋塊； 5鋼球；鋼球；6彈簧彈簧 氣鎮(zhèn)閥（摻氣閥）是由節(jié)流閥和逆止閥兩氣鎮(zhèn)閥（摻氣閥）是由節(jié)流閥和逆止閥兩

21、部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。節(jié)流閥控制所示。節(jié)流閥控制 摻入氣體量，逆止閥防止泵腔內(nèi)氣體壓力高于摻入氣體量，逆止閥防止泵腔內(nèi)氣體壓力高于 摻氣壓力時(shí)出現(xiàn)返流。摻氣壓力時(shí)出現(xiàn)返流。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 圖圖3-11 保護(hù)閥保護(hù)閥 1閥體；閥體； 2真空室人口連接法蘭；真空室人口連接法蘭； 3旋片泵入口連接法蘭；旋片泵入口連接法蘭； 4電磁放氣閥；電磁放氣閥； 5閥板閥板 Vacuum and Fluid Engineering Rese

22、arch Center of Northeastern University, China 3.1.3.4 油霧的產(chǎn)生及分離油霧的產(chǎn)生及分離 在旋片泵排氣過(guò)程中，懸浮在被在旋片泵排氣過(guò)程中，懸浮在被 抽氣體中的油滴隨氣體一起被排出。抽氣體中的油滴隨氣體一起被排出。 因此，常在泵出口看到因此，常在泵出口看到“油霧油霧”。同。同 時(shí)也有少量的油蒸氣被排出。隨著環(huán)時(shí)也有少量的油蒸氣被排出。隨著環(huán) 保要求的提高，新型旋片泵一般在出保要求的提高，新型旋片泵一般在出 口設(shè)置油氣分離裝置?？谠O(shè)置油氣分離裝置。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of N

23、ortheastern University, China 圖圖3-13 油氣分離器油氣分離器 1排氣連接法蘭；排氣連接法蘭； 2分離器出口；分離器出口； 3過(guò)濾元件；過(guò)濾元件； 4集油觀察窗；集油觀察窗； 5放油塞；放油塞； 6泄壓閥泄壓閥 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3.1.3.5 除塵裝置除塵裝置 在有些真空工藝中會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵，這在有些真空工藝中會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵，這 些灰塵將隨被抽氣體一起進(jìn)入旋片泵?；覊m混些灰塵將隨被抽氣體一起進(jìn)入旋片泵?；覊m混 在泵油中

24、，像研磨劑一樣會(huì)對(duì)泵轉(zhuǎn)子和泵腔造在泵油中，像研磨劑一樣會(huì)對(duì)泵轉(zhuǎn)子和泵腔造 成磨損和破壞。在灰塵量較少時(shí)，可由油過(guò)濾成磨損和破壞。在灰塵量較少時(shí)，可由油過(guò)濾 系統(tǒng)濾除，但灰塵量較大時(shí)，為防止泵損壞，系統(tǒng)濾除，但灰塵量較大時(shí)，為防止泵損壞， 保證泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必須使用除塵器保證泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必須使用除塵器(圖圖3-14)。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 圖圖3-14 除塵器的工作原理圖除塵器的工作原理圖 1入口法蘭；入口法蘭； 2外筒室；外筒室； 3油浸過(guò)濾器；油浸過(guò)濾器；

25、4、5 出口法蘭出口法蘭 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.16.1.1概述概述 羅茨泵是一種無(wú)內(nèi)壓縮的旋轉(zhuǎn)變?nèi)菔秸婵毡昧_茨泵是一種無(wú)內(nèi)壓縮的旋轉(zhuǎn)變?nèi)菔秸婵毡?Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.1.16.1.1.1羅茨泵的種類羅茨泵的種類 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of

26、Northeastern University, China 6.1.1.26.1.1.2羅茨泵在真空工程領(lǐng)域中應(yīng)用：羅茨泵在真空工程領(lǐng)域中應(yīng)用： o在中真空范圍作為機(jī)械增壓泵應(yīng)用，一般與前級(jí)在中真空范圍作為機(jī)械增壓泵應(yīng)用，一般與前級(jí) 泵（旋片泵，滑閥泵和水環(huán)泵等）串聯(lián)構(gòu)成真空泵（旋片泵，滑閥泵和水環(huán)泵等）串聯(lián)構(gòu)成真空 機(jī)組；機(jī)組； o 雙級(jí)或多級(jí)羅茨泵機(jī)組可獲得高真空；雙級(jí)或多級(jí)羅茨泵機(jī)組可獲得高真空； o 對(duì)于干式清潔無(wú)油的抽氣系統(tǒng)多用氣冷式羅茨對(duì)于干式清潔無(wú)油的抽氣系統(tǒng)多用氣冷式羅茨 泵機(jī)組；泵機(jī)組； o 對(duì)于含水蒸氣的被抽系統(tǒng)，多用濕式羅茨泵。對(duì)于含水蒸氣的被抽系統(tǒng)，多用濕式羅茨泵。

27、Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 水環(huán)羅茨泵機(jī)組水環(huán)羅茨泵機(jī)組2 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 旋片羅茨泵機(jī)組旋片羅茨泵機(jī)組 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 滑閥羅茨泵機(jī)組滑閥羅茨泵機(jī)組2 Vacuum and Fluid

28、 Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.26.1.2羅茨泵的工作原理及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)羅茨泵的工作原理及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 6.1.2.16.1.2.1羅茨泵的工作原理羅茨泵的工作原理 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.2.26.1.2.2羅茨泵具有以下特點(diǎn)：羅茨泵具有以下特點(diǎn)： Vacuum and Fluid Engineering Research Center of North

29、eastern University, China 抽氣特點(diǎn)抽氣特點(diǎn)： Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.3羅茨泵的結(jié)構(gòu) 1前端端蓋；前端端蓋；2油標(biāo)；油標(biāo)；3壓力傳感器；壓力傳感器；4注油塞；注油塞； 5放油塞；放油塞；6齒輪側(cè)軸承端蓋；齒輪側(cè)軸承端蓋；7泵體；泵體；8入口法蘭入口法蘭 9出口法蘭；出口法蘭；10轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；11馬達(dá)側(cè)軸承蓋；馬達(dá)側(cè)軸承蓋； 12中間法蘭；中間法蘭；13油封處注油塞；油封處注油塞；14油封處放油塞；油封處放油塞； 15籠形支架；籠

30、形支架；16電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)；17泵底座泵底座 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 羅茨泵是雙轉(zhuǎn)子容積式真空泵。其在泵腔內(nèi)有羅茨泵是雙轉(zhuǎn)子容積式真空泵。其在泵腔內(nèi)有 兩個(gè)形狀對(duì)稱的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子形狀有兩葉、三葉和四兩個(gè)形狀對(duì)稱的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子形狀有兩葉、三葉和四 葉。葉。 兩個(gè)轉(zhuǎn)子按一定相位安裝在一對(duì)平行軸上，兩個(gè)轉(zhuǎn)子按一定相位安裝在一對(duì)平行軸上， 由軸端齒輪（由軸端齒輪（i =1）驅(qū)動(dòng)做同步反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)）驅(qū)動(dòng)做同步反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn) 子彼此無(wú)接觸，轉(zhuǎn)子與泵腔壁也無(wú)接觸，其間通常子

31、彼此無(wú)接觸，轉(zhuǎn)子與泵腔壁也無(wú)接觸，其間通常 有有0.151.0mm的間隙。泵腔靠間隙及高轉(zhuǎn)速來(lái)的間隙。泵腔靠間隙及高轉(zhuǎn)速來(lái) 密封（相對(duì)密封）。密封（相對(duì)密封）。 由于泵腔內(nèi)無(wú)摩擦，轉(zhuǎn)子可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，一般：由于泵腔內(nèi)無(wú)摩擦，轉(zhuǎn)子可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，一般： 5003000rmin。泵的潤(rùn)滑部位僅限于軸承、齒。泵的潤(rùn)滑部位僅限于軸承、齒 輪及動(dòng)密封處（齒輪箱有油，且與泵腔之間有壓差，輪及動(dòng)密封處（齒輪箱有油，且與泵腔之間有壓差， 預(yù)抽管通前級(jí)側(cè)）。預(yù)抽管通前級(jí)側(cè)）。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University,

32、 China 6.1.3.16.1.3.1泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 轉(zhuǎn)子在泵體中如何安裝決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)子在泵體中如何安裝決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)外 的羅茨泵大致有兩種型式：的羅茨泵大致有兩種型式： 1）立式：這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)、排氣口成水平位置，裝配和連接都）立式：這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)、排氣口成水平位置，裝配和連接都 比較方便。但泵的重心較高，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差，故比較方便。但泵的重心較高，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差，故 多用于小泵。多用于小泵。 2）臥式：泵的進(jìn)氣口在上，排氣口在下。有時(shí)排氣口水平）臥式：泵的進(jìn)氣口在上，排氣口在下。有時(shí)排氣口水平 方向接出，因而，進(jìn)、排氣方向是相互垂直的

33、。排氣口可方向接出，因而，進(jìn)、排氣方向是相互垂直的。排氣口可 以從兩個(gè)方向接出，一端接排氣管道，另一端堵死或接旁以從兩個(gè)方向接出，一端接排氣管道，另一端堵死或接旁 通閥。這種結(jié)構(gòu)重心低，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好，一般用于通閥。這種結(jié)構(gòu)重心低，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好，一般用于 大、中型泵。大、中型泵。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 結(jié)構(gòu)型式示意圖結(jié)構(gòu)型式示意圖1 立式結(jié)構(gòu)立式結(jié)構(gòu)臥式結(jié)構(gòu)臥式結(jié)構(gòu) Vacuum and Fluid Engineering Research Cent

34、er of Northeastern University, China 6.1.3.26.1.3.2泵的傳動(dòng)方式泵的傳動(dòng)方式 傳動(dòng)方式有如下兩種：傳動(dòng)方式有如下兩種： 1）電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)，從動(dòng)轉(zhuǎn)子）電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)，從動(dòng)轉(zhuǎn)子 的扭矩由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過(guò)去，所以主動(dòng)轉(zhuǎn)的扭矩由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過(guò)去，所以主動(dòng)轉(zhuǎn) 子軸的扭轉(zhuǎn)變形小，因而轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的間隙子軸的扭轉(zhuǎn)變形小，因而轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的間隙 就不會(huì)因主動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形較大而改變，故使間就不會(huì)因主動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形較大而改變，故使間 隙在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中均勻。隙在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中均勻。 缺點(diǎn)：主動(dòng)軸上有三個(gè)軸承，給加工和裝配帶來(lái)缺點(diǎn)

35、：主動(dòng)軸上有三個(gè)軸承，給加工和裝配帶來(lái) 一定困難，對(duì)齒輪的拆裝和檢查都不方便，整個(gè)一定困難，對(duì)齒輪的拆裝和檢查都不方便，整個(gè) 結(jié)構(gòu)也顯得不勻稱，使泵的重心移向電動(dòng)機(jī)和齒結(jié)構(gòu)也顯得不勻稱，使泵的重心移向電動(dòng)機(jī)和齒 輪箱一端。所以，采用這種結(jié)構(gòu)的較少輪箱一端。所以，采用這種結(jié)構(gòu)的較少。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 傳動(dòng)方式示意圖傳動(dòng)方式示意圖 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern Uni

36、versity, China 2） 電動(dòng)機(jī)與齒輪傳動(dòng)設(shè)在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)電動(dòng)機(jī)與齒輪傳動(dòng)設(shè)在轉(zhuǎn)子的兩側(cè) o 這種結(jié)構(gòu)克服了上述的缺點(diǎn)，但主動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)這種結(jié)構(gòu)克服了上述的缺點(diǎn)，但主動(dòng)軸扭轉(zhuǎn) 變形較大。為了保證轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的間隙，變形較大。為了保證轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的間隙， 要求軸應(yīng)有足夠的剛度。要求軸應(yīng)有足夠的剛度。 o 軸與轉(zhuǎn)子要軸與轉(zhuǎn)子要 固結(jié)（鑄造的轉(zhuǎn)子采用軸轉(zhuǎn)子固結(jié)（鑄造的轉(zhuǎn)子采用軸轉(zhuǎn)子 整體結(jié)構(gòu)或熱壓過(guò)盈配合，焊接的轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)或熱壓過(guò)盈配合，焊接的轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)子 和軸直接焊在一起的整體結(jié)構(gòu)）。和軸直接焊在一起的整體結(jié)構(gòu)）。 o 這種結(jié)構(gòu)拆卸和裝配都很方便這種結(jié)構(gòu)拆卸和裝配都很方便。

37、Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.3.36.1.3.3泵的密封結(jié)構(gòu)泵的密封結(jié)構(gòu) 主要有主要有3個(gè)部位：個(gè)部位： o主動(dòng)軸外伸部分的動(dòng)密封（密封外部大氣與齒輪主動(dòng)軸外伸部分的動(dòng)密封（密封外部大氣與齒輪 箱之間）；箱之間）； o端蓋或齒輪箱與泵體間的靜密封；端蓋或齒輪箱與泵體間的靜密封； o齒輪箱和

38、泵體間的轉(zhuǎn)子軸的動(dòng)密封（避免油進(jìn)入齒輪箱和泵體間的轉(zhuǎn)子軸的動(dòng)密封（避免油進(jìn)入 泵腔，同時(shí)預(yù)真空與高真空之間得到密封）。泵腔，同時(shí)預(yù)真空與高真空之間得到密封）。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 1、主動(dòng)軸外伸部分的動(dòng)密封、主動(dòng)軸外伸部分的動(dòng)密封 目前采用較多的是：目前采用較多的是： o 雙端面摩擦環(huán)式機(jī)械密封；雙端面摩擦環(huán)式機(jī)械密封； o 帶加強(qiáng)環(huán)的帶加強(qiáng)環(huán)的JO圈密封。圈密封。 o 機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，耗功率小允許線速度大；機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，耗功率小允許線速度大； 但結(jié)構(gòu)

39、復(fù)雜，制造成本高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。 o JO圈密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗功率大，膠圈容易磨損，圈密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗功率大，膠圈容易磨損， 但更換方便，成本低。但更換方便，成本低。 o磁流體密封是一種密封效果及使用壽命長(zhǎng)的動(dòng)密磁流體密封是一種密封效果及使用壽命長(zhǎng)的動(dòng)密 封型式，功耗小，但成本高。封型式，功耗小，但成本高。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 2 2、齒輪箱與泵體之間的軸封、齒輪箱與泵體之間的軸封 o由于齒輪箱或端蓋殼體內(nèi)均有預(yù)抽管道與泵的出由于齒輪箱或端蓋殼體內(nèi)均

40、有預(yù)抽管道與泵的出 口相通，即這兩部分的真空度與前級(jí)泵入口基本口相通，即這兩部分的真空度與前級(jí)泵入口基本 相同。所以齒輪箱與泵腔之間的壓差較小，通常相同。所以齒輪箱與泵腔之間的壓差較小，通常 采用迷宮式密封、反螺旋式密封或活塞脹圈密封。采用迷宮式密封、反螺旋式密封或活塞脹圈密封。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3 3、泵體端面的靜密封、泵體端面的靜密封 o真空耐油橡膠圈密封，不僅可靠而且拆卸方便。真空耐油橡膠圈密封，不僅可靠而且拆卸方便。 o采用聚氨酯膠墊進(jìn)行平面密封

41、，不用加工密封槽，采用聚氨酯膠墊進(jìn)行平面密封，不用加工密封槽， 拆卸方便。拆卸方便。 o有機(jī)硅室溫硫化橡膠膜密封，密封可靠并且不用有機(jī)硅室溫硫化橡膠膜密封，密封可靠并且不用 加工密封槽。但用戶須備有這種材料，否則不能加工密封槽。但用戶須備有這種材料，否則不能 自行拆裝修理。自行拆裝修理。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.3.46.1.3.4羅茨泵的潤(rùn)滑部位主要有三處羅茨泵的潤(rùn)滑部位主要有三處 ： o軸封軸封 o齒輪齒輪 o軸承。軸承。 Vacuum and Fl

42、uid Engineering Research Center of Northeastern University, China 羅茨泵達(dá)到的極限壓力與前級(jí)泵的極限壓力有羅茨泵達(dá)到的極限壓力與前級(jí)泵的極限壓力有 關(guān)：關(guān)： 用油封機(jī)械泵作前級(jí)泵時(shí)：用油封機(jī)械泵作前級(jí)泵時(shí)： o單級(jí)羅茨泵極限全壓力：?jiǎn)渭?jí)羅茨泵極限全壓力：510-1110-2 Pa o極限分壓力極限分壓力 ：510-2510-3 Pa o雙級(jí)羅茨泵極限全壓力：雙級(jí)羅茨泵極限全壓力：110-2510-3 Pa o極限分壓力極限分壓力 ：110-3510-4 Pa 用水環(huán)泵作前級(jí)泵時(shí)：用水環(huán)泵作前級(jí)泵時(shí)： o單級(jí)羅茨泵極限分壓力：?jiǎn)渭?jí)

43、羅茨泵極限分壓力： 200 Pa ， o雙級(jí)羅茨泵極限分壓力雙級(jí)羅茨泵極限分壓力 ： 4 Pa 。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.46.1.4羅茨泵的轉(zhuǎn)子型線羅茨泵的轉(zhuǎn)子型線 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.4.16.1.4.1轉(zhuǎn)子型線要求和條件：轉(zhuǎn)子型線要求和條件： Vacuum and Fluid Engineering R

44、esearch Center of Northeastern University, China 6.1.4.26.1.4.2型線的選擇要考慮以下幾個(gè)條件：型線的選擇要考慮以下幾個(gè)條件： Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.4.36.1.4.3常用的型線線形有：常用的型線線形有： 圓弧線、漸開線和擺線。圓弧線、漸開線和擺線。 實(shí)用上，整個(gè)轉(zhuǎn)子的外輪廓型線由：圓弧線、實(shí)用上，整個(gè)轉(zhuǎn)子的外輪廓型線由：圓弧線、 漸開線和擺線組合而成。漸開線和擺線組合而成。 “圓弧漸開線擺

45、線圓弧漸開線擺線”型轉(zhuǎn)子型線氣阻大，型轉(zhuǎn)子型線氣阻大， 改善了泵在低壓下的性能，提高了泵的抽氣效率，改善了泵在低壓下的性能，提高了泵的抽氣效率， 得到較廣泛的應(yīng)用。得到較廣泛的應(yīng)用。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 幾種型線的比較幾種型線的比較 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.4.4 6.1.4.4 實(shí)際型線實(shí)際型線 6.1.4.4.1

46、6.1.4.4.1 工作間隙與裝配間隙工作間隙與裝配間隙 o為了減少氣體的返流，要求轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼為了減少氣體的返流，要求轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼 間的工作間隙要盡量小。間的工作間隙要盡量小。 o 考慮轉(zhuǎn)子工作時(shí)產(chǎn)生熱膨脹和受力變形等影響，考慮轉(zhuǎn)子工作時(shí)產(chǎn)生熱膨脹和受力變形等影響， 要求各處的裝配間隙不等而且要比工作間隙大。要求各處的裝配間隙不等而且要比工作間隙大。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 泵在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，下列因素會(huì)使間隙減?。罕迷趯?shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，下列因素會(huì)使間隙減小

47、： i） 轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)中因升溫而產(chǎn)生熱膨脹；轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)中因升溫而產(chǎn)生熱膨脹； ii）轉(zhuǎn)子在離心力和排氣壓力作用下產(chǎn)生變形；）轉(zhuǎn)子在離心力和排氣壓力作用下產(chǎn)生變形； iii）隨著齒輪傳動(dòng)磨損程度的增加，齒側(cè)間隙增大，）隨著齒輪傳動(dòng)磨損程度的增加，齒側(cè)間隙增大， 由于磨損是不均勻的，所以必然引起轉(zhuǎn)子相對(duì)位由于磨損是不均勻的，所以必然引起轉(zhuǎn)子相對(duì)位 置發(fā)生變化，造成間隙減小；置發(fā)生變化，造成間隙減?。?iv） 泵軸的彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形；泵軸的彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形； v） 軸與轉(zhuǎn)子因制造和裝配誤差而產(chǎn)生不同軸等。軸與轉(zhuǎn)子因制造和裝配誤差而產(chǎn)生不同軸等。 Vacuum and Fluid Engineeri

48、ng Research Center of Northeastern University, China 裝配間隙是確定轉(zhuǎn)子實(shí)際型線的根據(jù)：裝配間隙是確定轉(zhuǎn)子實(shí)際型線的根據(jù)： 1 轉(zhuǎn)子與泵殼的徑向間隙；轉(zhuǎn)子與泵殼的徑向間隙； 2 轉(zhuǎn)子相互之間的間隙；轉(zhuǎn)子相互之間的間隙； 3 軸活端（如齒輪端）的轉(zhuǎn)子側(cè)面與軸活端（如齒輪端）的轉(zhuǎn)子側(cè)面與 側(cè)蓋間的軸向間隙；側(cè)蓋間的軸向間隙； 4 軸死端的轉(zhuǎn)子側(cè)面與端蓋之間的軸軸死端的轉(zhuǎn)子側(cè)面與端蓋之間的軸 向間隙。向間隙。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern Universit

49、y, China 6.1.4.4.2 6.1.4.4.2 裝配間隙的選取裝配間隙的選取 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.5 6.1.5 羅茨泵設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題羅茨泵設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題 1羅茨泵的關(guān)鍵零件是轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵是型羅茨泵的關(guān)鍵零件是轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵是型 線。泵工作時(shí)，轉(zhuǎn)子之間的間隙要保持一定，這線。泵工作時(shí)，轉(zhuǎn)子之間的間隙要保持一定，這 樣轉(zhuǎn)子的型線必須做成共軛曲線。理論型線的選樣轉(zhuǎn)子的型線必須做成共軛曲線。理論型線的選 擇擇 和和 實(shí)際型線的計(jì)算和

50、加工工藝是關(guān)鍵。實(shí)際型線的計(jì)算和加工工藝是關(guān)鍵。 2為了控制泵轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼間的間隙，要為了控制泵轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼間的間隙，要 求軸承的軸向、徑向位移量控制在一定范圍內(nèi)。求軸承的軸向、徑向位移量控制在一定范圍內(nèi)。 在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)正確選擇軸承精度，并選擇適合泵在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)正確選擇軸承精度，并選擇適合泵 工作條件的軸承型號(hào)。考慮轉(zhuǎn)子軸向熱膨脹影響，工作條件的軸承型號(hào)。考慮轉(zhuǎn)子軸向熱膨脹影響， 轉(zhuǎn)子軸應(yīng)留有活端，以允許軸因熱膨脹等因素而轉(zhuǎn)子軸應(yīng)留有活端，以允許軸因熱膨脹等因素而 產(chǎn)生軸向移動(dòng)。軸活端的轉(zhuǎn)子與側(cè)端面的軸向間產(chǎn)生軸向移動(dòng)。軸活端的轉(zhuǎn)子與側(cè)端面的軸向間 隙可以選大一些；而軸固定端的轉(zhuǎn)子

51、與端蓋之間隙可以選大一些；而軸固定端的轉(zhuǎn)子與端蓋之間 的軸向間隙則應(yīng)選得小一些。的軸向間隙則應(yīng)選得小一些。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3要求齒輪耐磨性強(qiáng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒間的間隙不要求齒輪耐磨性強(qiáng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒間的間隙不 得過(guò)大。齒輪的精度常選用得過(guò)大。齒輪的精度常選用56級(jí)。為使傳動(dòng)平級(jí)。為使傳動(dòng)平 穩(wěn)，噪音小，常用斜齒輪。為使齒輪裝配和調(diào)整穩(wěn)，噪音小，常用斜齒輪。為使齒輪裝配和調(diào)整 轉(zhuǎn)子間的間隙方便，可選用調(diào)隙結(jié)構(gòu)齒輪并在齒轉(zhuǎn)子間的間隙方便，可選用調(diào)隙結(jié)構(gòu)齒輪并在

52、齒 輪與軸之間采用漲套聯(lián)接方式。輪與軸之間采用漲套聯(lián)接方式。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.6 6.1.6 羅茨泵轉(zhuǎn)子的冷卻羅茨泵轉(zhuǎn)子的冷卻 羅茨泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，與羅茨泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，與 氣體產(chǎn)生摩擦攪拌作用及在排氣口處對(duì)氣體的外壓縮，氣體產(chǎn)生摩擦攪拌作用及在排氣口處對(duì)氣體的外壓縮， 使氣體及轉(zhuǎn)子的溫度升高。而轉(zhuǎn)子的熱量較難散發(fā)出使氣體及轉(zhuǎn)子的溫度升高。而轉(zhuǎn)子的熱量較難散發(fā)出 去。當(dāng)泵的抽氣量較大時(shí)（大泵），或入口氣體溫

53、度去。當(dāng)泵的抽氣量較大時(shí)（大泵），或入口氣體溫度 較高時(shí)，需要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，以免轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過(guò)大的較高時(shí)，需要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，以免轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過(guò)大的 熱變形現(xiàn)象，使裝配間隙過(guò)小或消失，致使轉(zhuǎn)子卡死。熱變形現(xiàn)象，使裝配間隙過(guò)小或消失，致使轉(zhuǎn)子卡死。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.6.1 6.1.6.1 轉(zhuǎn)子的空氣冷卻轉(zhuǎn)子的空氣冷卻 o在泵的排氣口處安裝冷在泵的排氣口處安裝冷 卻器，對(duì)出口處的氣體卻器，對(duì)出口處的氣體 進(jìn)行冷卻，當(dāng)被冷卻的進(jìn)行冷卻，當(dāng)被冷卻的 氣體反沖到

54、泵腔內(nèi)時(shí)，氣體反沖到泵腔內(nèi)時(shí)， 使轉(zhuǎn)子得到冷卻。這種使轉(zhuǎn)子得到冷卻。這種 方法一般可散出轉(zhuǎn)子方法一般可散出轉(zhuǎn)子80 左右的熱量。當(dāng)排氣左右的熱量。當(dāng)排氣 壓力較高時(shí)，氣體分子壓力較高時(shí)，氣體分子 密度大，傳熱效果好，密度大，傳熱效果好， 可以保證泵在較高壓差可以保證泵在較高壓差 下正常工作。下正常工作。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.6.2 6.1.6.2 氣冷式羅茨泵氣冷式羅茨泵 o將冷卻后的出口氣體回流到泵腔內(nèi)去直接冷卻熱將冷卻后的出口氣體回流到泵腔內(nèi)去直

55、接冷卻熱 態(tài)的轉(zhuǎn)子，提高了泵的抗熱能力，使泵仍可保持態(tài)的轉(zhuǎn)子，提高了泵的抗熱能力，使泵仍可保持 較小的轉(zhuǎn)子裝配間隙。氣冷式羅茨泵適用于長(zhǎng)期較小的轉(zhuǎn)子裝配間隙。氣冷式羅茨泵適用于長(zhǎng)期 在高壓差下工作或被抽氣體的溫度比較高的情況在高壓差下工作或被抽氣體的溫度比較高的情況 下工作。下工作。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.7 6.1.7 羅茨泵的運(yùn)行過(guò)載羅茨泵的運(yùn)行過(guò)載 6.1.7.1 6.1.7.1 過(guò)載分析過(guò)載分析 由功率計(jì)算公式由功率計(jì)算公式(6-22)可知，泵

56、壓縮氣體所需的可知，泵壓縮氣體所需的 功率與壓差成正比：功率與壓差成正比： th f thi Sp S S SppN.) 1()( 112 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.1.7.2 6.1.7.2 防止過(guò)載的措施防止過(guò)載的措施 解決泵過(guò)載的方法解決泵過(guò)載的方法 ： o機(jī)械式自動(dòng)調(diào)壓旁通閥機(jī)械式自動(dòng)調(diào)壓旁通閥 o采用液力聯(lián)軸器采用液力聯(lián)軸器 o真空電氣元件控制泵入口壓力真空電氣元件控制泵入口壓力 Vacuum and Fluid Engineering Resear

57、ch Center of Northeastern University, China 6.26.2油擴(kuò)散噴射真空泵油擴(kuò)散噴射真空泵 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 油擴(kuò)散噴射泵 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China o 油擴(kuò)散噴射泵是油蒸汽流泵的一種， 主要油擴(kuò)散噴嘴、噴射噴嘴等組成，使之 在高真空方面有較大的抽速，在低真空方 面有足夠的臨界前級(jí)壓力

58、。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部分、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、維護(hù)方便、 使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。主要配置在高真空系 統(tǒng)作為主泵與前級(jí)泵的中間級(jí)，也可單獨(dú) 作為高真空泵應(yīng)用于冶金或抽出含有少量 水氣的工作場(chǎng)合。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.2.1概述 o 油擴(kuò)散噴射泵是從油擴(kuò)散泵發(fā)展而來(lái)的，兼 有擴(kuò)散泵和噴射泵的特點(diǎn)，工作壓力范圍在 （10-10-2）Pa。在此壓力區(qū)間內(nèi)，油擴(kuò)散噴射 泵有較大的抽速和較高的最大出口壓力，其抽氣 量是擴(kuò)散泵的4-20倍，加熱功率是擴(kuò)散泵的2-5 倍。 o

59、 由于油擴(kuò)散噴射泵的工作壓力范圍正處于油 擴(kuò)散泵和油封機(jī)械泵抽氣能力下降區(qū)域，因此， 該泵除可以做主泵外，還常常用于大型油擴(kuò)散泵 和前級(jí)機(jī)械泵之間，保證真空系統(tǒng)的有效工作， 與羅茨泵的作用相似，所以油擴(kuò)散噴射泵也被稱 為油增壓泵。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 6.2.2工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 6.2.2.16.2.2.1工作原理工作原理 o油擴(kuò)散噴射泵工作壓力 范圍內(nèi)的被抽氣體流動(dòng) 狀態(tài)處于粘滯流和分子 流之間。在壓力較高時(shí)， 油蒸汽射流對(duì)被抽氣體 的

60、抽出以粘性攜帶為主。 這時(shí)要求蒸汽射流具有 足夠的密度。在壓力較 低時(shí)，油蒸汽射流對(duì)被 抽氣體的抽出以擴(kuò)散攜 帶為主.這時(shí)要求蒸汽射 流有一定的稀薄程度。 多級(jí)噴嘴串聯(lián)抽氣原理 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China o為了使泵在更寬的壓力范圍內(nèi)具有大的抽速，同 時(shí)又有高的出口壓力，在實(shí)際應(yīng)用中都是多級(jí)噴 嘴串聯(lián)起來(lái)工作的。在多級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)中，下一級(jí) 噴嘴要保證上一級(jí)噴嘴的正常工作，因此，每個(gè) 單級(jí)噴嘴的抽氣特性應(yīng)滿足： nn PSPSPSG 2211 式中：G泵的抽氣量； S1