余擺線真空泵的工作原理與特點及應用

2020-05-03 真空技術網 真空技術網整理

  余擺(bai)(bai)線(xian)真(zhen)(zhen)空泵(beng)(beng)(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)轉子與泵(beng)(beng)(beng)(beng)腔的(de)(de)(de)(de)型(xing)(xing)線(xian)均(jun)為“余擺(bai)(bai)線(xian)”。目前真(zhen)(zhen)空行業中廣泛使(shi)用的(de)(de)(de)(de)油封式機(ji)械真(zhen)(zhen)空泵(beng)(beng)(beng)(beng)大(da)(da)多是中、小型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)旋片(pian)泵(beng)(beng)(beng)(beng)和中、大(da)(da)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)滑(hua)閥(fa)泵(beng)(beng)(beng)(beng)。旋片(pian)泵(beng)(beng)(beng)(beng)在較(jiao)臟的(de)(de)(de)(de)工作條件下,旋片(pian)泵(beng)(beng)(beng)(beng)在轉子槽中卡住。盡管滑(hua)閥(fa)泵(beng)(beng)(beng)(beng)對這一(yi)缺點有一(yi)定(ding)程(cheng)度的(de)(de)(de)(de)克(ke)服,但由于(yu)(yu)滑(hua)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)質心相對回轉中心的(de)(de)(de)(de)距離不是定(ding)值,雖然(ran)在結構上(shang)采取了(le)一(yi)些動(dong)平衡措施(shi),但尚(shang)不能達到完(wan)(wan)全(quan)平衡,故振動(dong)難以完(wan)(wan)全(quan)消(xiao)除(chu)。尤其泵(beng)(beng)(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)容量(liang)越大(da)(da),振動(dong)亦更(geng)大(da)(da)。同時上(shang)述兩種泵(beng)(beng)(beng)(beng),特別是滑(hua)閥(fa)泵(beng)(beng)(beng)(beng)與其排氣量(liang)相比外形尺寸顯(xian)得較(jiao)大(da)(da)。這些缺點迫使(shi)人們去研(yan)制新型(xing)(xing)結構的(de)(de)(de)(de)真(zhen)(zhen)空泵(beng)(beng)(beng)(beng)。德國(guo)于(yu)(yu) 1964 年開(kai)始根據(ju)汪克(ke)爾(er)汽(qi)車轉子發動(dong)機(ji)原理進行了(le)余擺(bai)(bai)線(xian)泵(beng)(beng)(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)研(yan)制;于(yu)(yu)1967年在國(guo)際真(zhen)(zhen)空科學年會(hui)上(shang)展出了(le)試驗樣機(ji);于(yu)(yu)1972年底開(kai)始批量(liang)生產(chan)。我國(guo)隨著真(zhen)(zhen)空技術的(de)(de)(de)(de)發展,撫順真(zhen)(zhen)空設備廠與東北大(da)(da)學合作,于(yu)(yu)1975年研(yan)制出我國(guo)第一(yi)臺YZ-150型(xing)(xing)余擺(bai)(bai)線(xian)真(zhen)(zhen)空泵(beng)(beng)(beng)(beng),現已批量(liang)生產(chan)。

一、余擺線真空泵的工作原理

  如(ru)圖14所示, R1 是(shi)(shi)(shi)小齒輪(lun) 5 的(de)節圓半徑, R2 是(shi)(shi)(shi)大(da)齒輪(lun) 4 的(de)節圓半徑, R2 =2R1 。 O1M 是(shi)(shi)(shi)轉(zhuan)(zhuan)子型線(xian)(xian)的(de)創成半徑且與(yu) O1 圓相固(gu)聯。當動(dong)(dong)圓 O1 在定(ding)圓 O2 的(de)內(nei)圓周上(shang)作純滾動(dong)(dong)時(shi), M 點畫出(chu)的(de)軌跡便是(shi)(shi)(shi)轉(zhuan)(zhuan)子的(de)理論(lun)(lun)型線(xian)(xian)──余擺線(xian)(xian)。固(gu)定(ding)在泵體上(shang)的(de)小齒輪(lun) 5 和固(gu)定(ding)在轉(zhuan)(zhuan)子上(shang)的(de)大(da)齒輪(lun) 4 是(shi)(shi)(shi)一對(dui)內(nei)嚙合齒輪(lun)。當曲(qu)柄 3 驅動(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)子沿(yan)小齒輪(lun)作行星運動(dong)(dong)時(shi),泵體上(shang)的(de) M 點永(yong)遠(yuan)與(yu)轉(zhuan)(zhuan)子理論(lun)(lun)型線(xian)(xian)接(jie)觸,而泵體的(de)理論(lun)(lun)型線(xian)(xian)則是(shi)(shi)(shi)轉(zhuan)(zhuan)子理論(lun)(lun)型線(xian)(xian)曲(qu)線(xian)(xian)族(zu)的(de)外包絡線(xian)(xian)。轉(zhuan)(zhuan)子型線(xian)(xian)的(de)內(nei)包絡區(qu)域永(yong)遠(yuan)被轉(zhuan)(zhuan)子側(ce)面所覆蓋,如(ru)在側(ce)蓋上(shang)開(kai)設氣鎮(zhen)孔時(shi),則應(ying)避開(kai)該區(qu)域。

余擺線真空泵工作原理圖及傳動機構圖

圖(tu)(tu)14:余擺(bai)線真空泵工作原理圖(tu)(tu)及(ji)傳動機構(gou)圖(tu)(tu)

  當轉(zhuan)(zhuan)子(zi)位于圖14中虛(xu)線位置時,泵(beng)腔(qiang)(qiang)(qiang)被分成三個部(bu)分:吸氣腔(qiang)(qiang)(qiang)、封閉腔(qiang)(qiang)(qiang)和排氣腔(qiang)(qiang)(qiang)。當轉(zhuan)(zhuan)子(zi)按箭頭方向轉(zhuan)(zhuan)動時, B 腔(qiang)(qiang)(qiang)與(yu)排氣口連通, A 腔(qiang)(qiang)(qiang)繼續吸氣。轉(zhuan)(zhuan)子(zi)相對泵(beng)體轉(zhuan)(zhuan)一周進行(xing)兩次吸排氣。從行(xing)星輪(lun)系傳動比的計算可知,泵(beng)軸轉(zhuan)(zhuan)一圈(quan),轉(zhuan)(zhuan)子(zi)轉(zhuan)(zhuan)半圈(quan)。所(suo)以,泵(beng)軸轉(zhuan)(zhuan)一圈(quan),吸、排氣各(ge)進行(xing)一次。

  通過上述分析(xi)可知,因轉(zhuan)子(zi)質(zhi)心(xin)與回轉(zhuan)中心(xin)的距(ju)離為定值,故余擺線泵的偏心(xin)質(zhi)量可以完(wan)全得到平衡。

二、余擺線泵的特點及應用

  從結構原彈和使(shi)用性能來看,余擺線泵(beng)與同類型泵(beng)相比有很多優點:

  1、泵(beng)的動平(ping)衡性好,所以泵(beng)運轉較(jiao)平(ping)穩、振(zhen)動亦小,轉速(su)可以提(ti)高,可以做到尺寸小、抽速(su)大,適合(he)發(fa)展(zhan)為大抽速(su)的機械真空泵(beng)。

  2、由于吸氣管路(lu)短而粗(cu),有利于提高低壓(ya)力下的(de)抽(chou)速(su)。因此(ci),在(zai)低壓(ya)范(fan)圍內 (1 ~ l00Pa) 余(yu)擺線泵的(de)抽(chou)速(su)特性曲線優于滑(hua)閥泵。

  3、余擺(bai)線(xian)泵的(de)轉子(zi)和泵體(ti)(ti)是一對(dui)共軛齒形副的(de)嚙合運動,所(suo)以(yi)對(dui)被(bei)抽(chou)氣體(ti)(ti)中含有一定量的(de)粉塵及小顆粒等不太敏(min)感。

  4、余擺線泵適應較高溫(wen)度的工作環境,可以(yi)通過溫(wen)控裝置使泵腔保持較高溫(wen)度 ( 即成為余擺線熱泵 ) ,用來(lai)抽除大量的可凝性(xing)水(shui)蒸汽。

  由于(yu)余(yu)擺線(xian)泵(beng)在 1 ~ l0Pa 壓(ya)力范圍內仍(reng)具(ju)有很大的(de)抽(chou)速(su),因此該(gai)泵(beng)適用(yong)于(yu)真空(kong)行業(ye)(ye)中(zhong)的(de)大排氣量裝置。目(mu)前,余(yu)擺線(xian)泵(beng)在真空(kong)冶金、真空(kong)熱處理、真空(kong)干燥、浸漬等行業(ye)(ye)中(zhong)得到應(ying)用(yong)。

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