影響雙級旋片真空泵的極限壓力和抽速的因素
我們認(rèn)為雙級旋片泵的高真空級與低真空級之間的關(guān)系類似羅茨泵與前級泵的關(guān)系。
1、間隙對極限壓力的影響
泵的極限壓力決定于低真空級極限壓力, 低真空級極限壓力低, 則高真空級極限壓力也低。因此低真空級的間隙非常重要, 一般認(rèn)為既然是低真空級要求不高, 間隙可以放大一些, 但實(shí)際卻截然相反,低真空級非常關(guān)鍵, 它這里的氣體分子自由程(相對高真空級而言) 小, 氣體阻力小, 容易泄漏, 因而間隙應(yīng)該小; 而高真空級處氣體分子自由程大,氣體阻力大,故間隙可以取得比低真空級大。例如英國EDWARDS 公司的E2M40旋片泵, 低真空級端面間隙為0.06 mm,而高真空級端面間隙為0.095mm;又如日本ULVAC(真空技術(shù)株式會(huì)社) 的D650K旋片泵低真空級端面間隙為0.05mm,高真空級端面間隙為0.08mm。
這樣的間隙安排也符合熱膨脹的要求, 照一般規(guī)律旋片泵在(3.3～4) ×104Pa 時(shí)功率最高, 以后應(yīng)逐漸下降。但我們在檢測中發(fā)現(xiàn)不少廠的泵的功率在這壓力以上不但不降, 反而繼續(xù)上升, 有的泵甚至卡死。原因在于隨著壓力的上升, 泵的功率和溫度也上升, 熱膨脹也厲害, 而高真空級的長度一般為低真空級的2～4倍, 因此如高真空級的間隙小, 則熱膨脹使它的間隙越來越小,摩擦也越厲害, 惡性循環(huán)最終使泵(主要是高真空級) 卡死。
此外切點(diǎn)間隙對泵的極限壓力影響極大。因?yàn)榍悬c(diǎn)二邊一是壓縮腔, 一是吸氣腔, 壓差較大, 尤其是在接近排氣時(shí), 壓差最大。這時(shí)壓縮氣體最容易通過切點(diǎn)間隙向吸氣腔返流, 所以切點(diǎn)間隙必須嚴(yán)格控制, 一般15L/s以下的泵應(yīng)控制在0.01~0.02mm , 大的泵也不能超過0.03mm。
2、高、低真空級之間通道的流導(dǎo)對抽速的影響
增加高、低真空級之間通道的流導(dǎo), 有利于泵抽速的提高。對于一臺(tái)泵來說, 它的高、低真空級的壓縮比根據(jù)抽速的大小一般取1～6, 壓縮比越小, 向高真空級的返流和泄漏就越少, 有利于極限壓力的降低。在高、低真空級缸的比例確定之后, 要保證低真空時(shí)泵的抽速, 必須在高真空級排出處設(shè)置余氣閥, 這一點(diǎn)大家都已知道。但怎樣保證高真空時(shí)的抽速, 則很少有這方面的報(bào)道, 我們認(rèn)為這時(shí)就必須考慮高、低真空級之間的通道的流導(dǎo)。如果流導(dǎo)過小,低真空級由于通道流阻的影響, 不能有效地把高真空級排出的氣體完全抽吸, 導(dǎo)致氣體返流增加, 則就不能保證高真空級的抽速, 因此高、低真空級之間的流導(dǎo)直接影響到高真空時(shí)泵的抽速大小。
我們做了一個(gè)對比, 一臺(tái)2XZ24型泵, 由于高、低真空級之間通道的流導(dǎo)不足,2Pa時(shí)抽速只有1.3L/s, 抽氣效率只有30%。適當(dāng)增加它的通道截面積, 就提高到2L/s, 再增加通道截面積, 就達(dá)到2.56L/s, 抽氣效率提高到59%, 這就充分說明, 增加高、低真空級之間通道的流導(dǎo)對于提高泵(實(shí)際是高真空級) 的抽速是極其重要的。
3、泵溫對真空度的影響
在盛夏季節(jié), 尤其是在通風(fēng)條件不良的工作場所, 對4～8L/s 這樣的直聯(lián)泵, 泵溫都比較高, 這將導(dǎo)致泵油的熱分解加速, 產(chǎn)生的輕餾份增加,油蒸汽增加⋯⋯, 這些都對泵的真空度有較大影響, 為了降低泵溫可以設(shè)計(jì)一風(fēng)扇, 安裝在聯(lián)軸器上, 這風(fēng)扇看起來不大, 但作用卻不小, 可以使泵溫下降5～7℃,它的作用在于風(fēng)扇吹破了泵周圍的熱空氣屏障包圍層, 使熱交換能順利進(jìn)行。
4、高真空級排出口應(yīng)高于低真空級的吸入口
使高真空級排出的油能順利流入低真空級。否則在二級之間的通道內(nèi)有可能產(chǎn)生油堵, 從而影響泵的極限壓力和抽速。
5、降低排氣速度, 有利于泵抽速的提高
我們檢測了許多直聯(lián)泵, 發(fā)現(xiàn)普遍存在1.5 ×103Pa 時(shí)抽速小于6.7 ×102Pa (甚至3.3 ×102Pa ) 時(shí)抽速, 這主要是由于排氣阻力過大所造成, 適當(dāng)降低排氣速度, 這種現(xiàn)象就消失了。
