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螺杆式真空泵是容积式真空泵中的新兴成员,出现于20世纪90年代前后,发展较晚但作为一种理想干泵,螺杆式真空泵在面世后获得了快速发展接下来,我们一起了解一下它的基本知识吧!
一、螺杆式真空泵特点螺杆式真空泵脱胎于螺杆式压缩机与螺杆液体输送泵,是容积式真空泵中一种较为理想的干式真空泵它能提供清洁无油的真空环境,并且对腐蚀性气体、可凝性蒸气、含粉尘颗粒气体有较强适应性因此在电子半导体、制药、石化等一些对清洁真空环境要求严格、气体成分复杂的行业领域,螺杆式真空泵备受青睐,逐渐成为传统油封机械泵、液环泵的换代产品螺杆式真空泵通过一对非对称螺杆转子的相向运动,来周期性改变齿间容积实现输送气体,达到抽气的目的它具有以下特点
1、清洁无油,多相混输,适应性广泛螺杆式真空泵转子间存在严格间隙,泵腔内无油,可抽除腐蚀性气体、有毒及含粉尘、可凝性蒸气等复杂气体
2、结构简单,动平衡好,可靠性高螺杆式真空泵零部件少,核心部件无易损件,也无不平衡惯性力,运转可靠,寿命长
3、因结构简单,零部件少,所以操作、维修维护简便
4、强制输气,可以在宽压力范围内保证较大抽速,排气量几乎不受排气压力影响螺杆式真空泵一般是双螺杆结构螺杆式真空泵是通过一对非对称螺杆转子,在泵腔中作同步、高速反向运转,周期性改变齿间容积而产生的吸气和排气作用的抽气设备它的主要结构包括螺杆转子、轴承、泵体、密封等螺杆转子经精细动平衡校正,由轴承支撑,安装在泵腔中,螺杆与螺杆之间维持严格一定的间隙泵工作时,相互之间无磨擦,运转平稳,噪音低,腔内无需润滑油因此,螺杆式真空泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉尘的气体场合,极限真空高,消耗功率低,具有节能,免维修等优螺杆式真空泵主要结构上图可见,螺杆式真空泵在结构上比较简单形式上,螺杆式真空泵有卧式和立式之分依据螺杆转子型线的不同又可分为单头螺杆式真空泵与多头螺杆式真空泵单头螺杆式真空泵根据转子螺距的不同,可分为等螺距螺杆式真空泵与变螺距螺杆式真空泵,变螺距中又可细分为一段式、两段式、三段式等多头型线在一个导程内即能完成吸气、压缩、排气过程,导程少,可有效减少泵的体积与重量,适用于大抽速领域,但其型线复杂,需特制道具与专用机床,加工费用昂贵,且由于泄漏三角的因素,真空度不高,因此市场上并空泵其中等螺距螺杆式真空泵腔内无压缩,可以轻松排出固体颗粒与可凝性气体,但其排气温度与能耗度较高变螺距螺杆式真空泵腔内有压缩,排气温度低、能耗低,但对粉尘颗粒以及可凝性气体的耐受性不如等螺距下图是儿种不同型线的转子结构对比a衣等蛛和变螺距多头电线三种螺杆转子形式
三、螺杆式真空泵的工作原理因为是脱胎于螺杆式压缩机,所以螺杆式真空泵的工作原理也与螺杆式压缩机类似我们以近似的多头型线的来阐述
1、吸气过程图中可见,阳转子按逆时针方向旋转,阴螺杆按顺时针方向旋转图中上方的转子端面是吸气断面,下方的端面为排气端面1a1b1ca、吸气过程即将开始b、吸气过程中c、吸气过程结束图la示出吸气过程即将开始时的转子位置在这一时刻,这一对齿前端的型线完全啮合,且即将与吸气口连接随着转子开始转动,由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积,这个齿间容积的扩大,在其内部形成了一定的真空,而此齿间容积又仅与吸气口连通,因此气体便在压差作用下流入其中如图1b中阴影部分所示在随后的转子旋转过程中,阳转子齿不断从阴转子齿的齿槽中脱离出来,齿间容积不断扩大,并与吸气孔口保持连通吸气过程结束时的转子位置如图1c所示,其最显著的特点是齿间容积达到最大值随着转子的旋转,齿间容积不会再增加齿间容积在此位置与吸气孔口断开,吸气过程结束
2、压缩过程图中,阳转子沿顺时针方向旋转,阴转子沿逆时针方向旋转上方的转子端面是吸气断面,下方的端面为排气端2a2b2ca、压缩过程开始b、压缩过程中c、压缩过程结束排气开始图2a示出螺杆式真空泵压缩过程即将开始时的转子位置此时气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中,齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减小随着转子的旋转,齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小被密封在齿间容积中的气体被占据体积也随之减小,导致压力升高,从而实现气体的压缩过程,如图2b所示,压缩过程一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前如图2c所示
3、排气过程3a,排气过程中3b、排气过程结束螺杆式真空泵的排气过程齿间容积与排气孔口连通后,即开始排气过程随着齿间容积的不断缩小,具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出如图3a所示这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合此时,齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出,封闭的齿间容积的体积变为零。