設(shè)計參數(shù)對滑閥真空泵性能的影響

2009-10-10 何敏劍 浙江真空設(shè)備集團(tuán)有限公司

  主要討論設(shè)計參數(shù)對滑閥真空泵性能的影響,對影響滑閥泵的極限壓力、抽氣速率、功率及噪聲等性能的因素進(jìn)行了具體的分析,并提出了有利于提高滑閥真空泵性能的設(shè)計思路。間隙是影響滑閥真空泵性能的最主要的因素;潤滑油是影響滑閥真空泵性能的重要因素;泵體的溫度間接影響滑閥真空泵性能;其它因素對滑閥真空泵性能影響很大。

1、極限壓力

  影響滑閥泵極限全壓力的關(guān)鍵因素是間隙;y泵的極限全壓力主要由極限壓力(不可凝氣體的壓力) 和飽和蒸汽壓(可凝氣體的壓力)組成;y泵泵腔內(nèi)的各運動部件間由于存在一定的間隙,在氣體壓縮排出階段會有部分氣體因壓力超過進(jìn)氣壓力而通過間隙返流,而進(jìn)氣口端潤滑油的飽和蒸汽壓與返流無關(guān),因此返流影響滑閥泵的極限壓力。

  下面討論間隙對滑閥泵極限壓力的影響。對于單級滑閥泵,返流造成的抽速損失為:

式中S損失———單級滑閥泵的抽速損失
  Q返流———單級滑閥泵的返流的氣體流量
  P排———單級滑閥泵的排氣壓力
  P進(jìn)———單級滑閥泵的進(jìn)氣壓力
  C間隙———滑閥泵各主要運動件之間間隙的流導(dǎo)
  K———滑閥泵間隙總的流導(dǎo)系數(shù)

  滑閥泵在進(jìn)氣壓力達(dá)到極限壓力時,滑閥泵的實際抽速為零,排氣閥一直關(guān)閉,可得:

  當(dāng)滑閥泵達(dá)到極限壓力時,滑閥泵的實際抽速為零,即有:

式中S理論———單級滑閥泵的理論抽速
  P極限———單級滑閥泵的理論極限壓力
  P大氣———大氣壓力

  上式推出單級滑閥泵的理論極限壓力P極限與間隙的關(guān)系,滑閥泵的實際極限壓力總是大于理論極限壓力P極限,實際運行中,滑閥泵需要潤滑油潤滑和密封,潤滑油的密封效果越好,實際極限壓力與理論極限壓力越接近;潤滑油的密封效果越差,實際極限壓力與理論極限壓力相差越大,滑閥泵的理論極限壓力是實際極限壓力的基礎(chǔ)。同時,由于間隙的大小會影響潤滑油的密封效果,由此可以得出這樣一個結(jié)論:單級滑閥泵的間隙越小,則泵的理論極限壓力越低,潤滑油的密封效果好,從而使得滑閥泵的實際極限壓力低。

  雙級滑閥泵是由高真空級與低真空級串聯(lián)而成,下文用高缸代表高真空級,用低缸代表低真空級。同理,對于雙級滑閥泵,返流造成的低缸的抽速損失由上文可得:

式中S低缸理論———雙級滑閥泵低缸的理論抽速
  P低缸極限———雙級滑閥泵低缸的極限壓力
  P大氣———大氣壓力
  K低缸———雙級滑閥泵低缸間隙總的流導(dǎo)系數(shù)

  高缸在極限壓力附近的返流為分子流狀態(tài),則此時高缸的間隙流導(dǎo)與壓力無關(guān),只與高缸間隙大小相關(guān),所以可設(shè)此時高缸的間隙流導(dǎo)為C 高缸。高缸沒有排氣閥,高缸的排氣壓力始終與低缸的進(jìn)氣壓力相同,所以可得:

式中S高缸理論———雙級滑閥泵高缸的理論抽速
  P極限———雙級滑閥泵的理論極限壓力

  從上式可以看出,高、低缸的間隙共同決定雙級滑閥泵的理論極限壓力。由此可以推出:在實際運行中,雙級滑閥泵的高、低缸的間隙越小,則泵的理論極限壓力越低,潤滑油的密封效果相對越好,從而使得雙級滑閥泵的實際極限壓力越低。