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文檔簡介
螺桿式真空泵是容積式真空泵中的新興成員,出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代前后,發(fā)展較晚。但作為一種理想干泵,螺桿式真空泵在面世后獲得了快速發(fā)展。接下來,我們一起了解一下它的基本知識吧!
一、螺桿式真空泵特點(diǎn)螺桿式真空泵脫胎于螺桿式壓縮機(jī)與螺桿液體輸送泵,是容積式真空泵中一種較為理想的干式真空泵。它能提供清潔無油的真空環(huán)境,并且對腐蝕性氣體、可凝性蒸氣、含粉塵顆粒氣體有較強(qiáng)適應(yīng)性。因此在電子半導(dǎo)體、制藥、石化等一些對清潔真空環(huán)境要求嚴(yán)格、氣體成分復(fù)雜的行業(yè)領(lǐng)域,螺桿式真空泵備受青睞,逐漸成為傳統(tǒng)油封機(jī)械泵、液環(huán)泵的換代產(chǎn)品。
螺桿式真空泵通過一對非對稱螺桿轉(zhuǎn)子的相向運(yùn)動,來周期性改變齒間容積實(shí)現(xiàn)輸送氣體,達(dá)到抽氣的目的。它具有以下特點(diǎn):
1、清潔無油,多相混輸,適應(yīng)性廣泛。螺桿式真空泵轉(zhuǎn)子間存在嚴(yán)格間隙,泵腔內(nèi)無油,可抽除腐蝕性氣體、有毒及含粉塵、可凝性蒸氣等復(fù)雜氣體。2、結(jié)構(gòu)簡單,動平衡好,可靠性高。螺桿式真空泵零部件少,核心部件無易損件,也無不平衡慣性力,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,壽命長。
3、因結(jié)構(gòu)簡單,零部件少,所以操作、維修維護(hù)簡便。
4、強(qiáng)制輸氣,可以在寬壓力范圍內(nèi)保證較大抽速,排氣量幾乎不受排氣壓力影響。二、螺桿式真空泵的結(jié)構(gòu)螺桿式真空泵一般是雙螺桿結(jié)構(gòu)。螺桿式真空泵是通過一對非對稱螺桿轉(zhuǎn)子,在泵腔中作同步、高速反向運(yùn)轉(zhuǎn),周期性改變齒間容積而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備。
它的主要結(jié)構(gòu)包括螺桿轉(zhuǎn)子、軸承、泵體、密封等。螺桿轉(zhuǎn)子經(jīng)精細(xì)動平衡校正,由軸承支撐,安裝在泵腔中,螺桿與螺桿之間維持嚴(yán)格一定的間隙。泵工作時,相互之間無磨擦,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低,腔內(nèi)無需潤滑油。因此,螺桿式真空泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉塵的氣體場合,極限真空高,消耗功率低,具有節(jié)能,免維修等優(yōu)點(diǎn)。
螺桿式真空泵主要結(jié)構(gòu)上圖可見,螺桿式真空泵在結(jié)構(gòu)上比較簡單。形式上,螺桿式真空泵有臥式和立式之分。依據(jù)螺桿轉(zhuǎn)子型線的不同又可分為單頭螺桿式真空泵與多頭螺桿式真空泵。單頭螺桿式真空泵根據(jù)轉(zhuǎn)子螺距的不同,可分為等螺距螺桿式真空泵與變螺距螺桿式真空泵,變螺距中又可細(xì)分為一段式、兩段式、三段式等。
多頭型線在一個導(dǎo)程內(nèi)即能完成吸氣、壓縮、排氣過程,導(dǎo)程少,可有效減少泵的體積與重量,適用于大抽速領(lǐng)域,但其型線復(fù)雜,需特制道具與專用機(jī)床,加工費(fèi)用昂貴,且由于泄漏三角的因素,真空度不高,因此市場上并不多見。
單頭型線適用于中小型螺桿式真空泵,市場上也多為單頭螺桿式真空泵。其中等螺距螺桿式真空泵腔內(nèi)無壓縮,可以輕松排出固體顆粒與可凝性氣體,但其排氣溫度與能耗度較高。變螺距螺桿式真空泵腔內(nèi)有壓縮,排氣溫度低、能耗低,但對粉塵顆粒以及可凝性氣體的耐受性不如等螺距。
下圖是幾種不同型線的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對比:三種螺桿轉(zhuǎn)子形式三、螺桿式真空泵的工作原理
因?yàn)槭敲撎ビ诼輻U式壓縮機(jī),所以螺桿式真空泵的工作原理也與螺桿式壓縮機(jī)類似。我們以近似的多頭型線的來闡述:
1、吸氣過程
圖中可見,陽轉(zhuǎn)子按逆時針方向旋轉(zhuǎn),陰螺桿按順時針方向旋轉(zhuǎn)。圖中上方的轉(zhuǎn)子端面是吸氣斷面,下方的端面為排氣端面。
a、吸氣過程即將開始
b、吸氣過程中
c、吸氣過程結(jié)束圖1a示出吸氣過程即將開始時的轉(zhuǎn)子位置。在這一時刻,這一對齒前端的型線完全嚙合,且即將與吸氣口連接。隨著轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動,由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積,這個齒間容積的擴(kuò)大,在其內(nèi)部形成了一定的真空,而此齒間容積又僅與吸氣口連通,因此氣體便在壓差作用下流入其中。如圖1b中陰影部分所示。在隨后的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中,陽轉(zhuǎn)子齒不斷從陰轉(zhuǎn)子齒的齒槽中脫離出來,齒間容積不斷擴(kuò)大,并與吸氣孔口保持連通。吸氣過程結(jié)束時的轉(zhuǎn)子位置如圖1c所示,其最顯著的特點(diǎn)是齒間容積達(dá)到最大值。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),齒間容積不會再增加。齒間容積在此位置與吸氣孔口斷開,吸氣過程結(jié)束。
2、壓縮過程
圖中,陽轉(zhuǎn)子沿順時針方向旋轉(zhuǎn),陰轉(zhuǎn)子沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。上方的轉(zhuǎn)子端面是吸氣斷面,下方的端面為排氣端面。
a、壓縮過程開始
b、壓縮過程中
c、壓縮過程結(jié)束排氣開始
圖2a示出螺桿式真空泵壓縮過程即將開始時的轉(zhuǎn)子位置。此時氣體被轉(zhuǎn)子齒和機(jī)殼包圍在一個封閉的空間中,齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合就要開始減小。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減小。被密封在齒間容積中的氣體被占據(jù)體積也隨之減小,導(dǎo)致壓力升高,從而實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過程,如圖2b所示,壓縮過程一直持續(xù)到齒間容積即將與排氣孔口連通之前。如圖2c所示。
3、排氣過程
螺桿式真空泵的排氣過程。齒間容積與排氣孔口連通后,即開始排氣過程
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