雙級旋片泵的結構與工作原理
單級旋片泵一般極限壓力只能達到1.3Pa(個別可達0.1Pa),為什么極限壓力不能再低呢?主要由于:
(1)泵的結構上存在有害空間(見圖6),該空間中的氣體是無法排除的。當旋片轉過排氣口后,這一部分氣體又被壓縮,經過轉子與泵腔間的縫隙又回到吸氣空間,所以每次總有些氣體排不盡。
圖六:泵結構的有害空間圖
(2)由于在泵工作時,泵腔的吸氣空間與排氣空間存在著一定的壓力差。當排氣空間的氣體被壓縮得很小時,它的壓力很高,會通過各種可能的途徑突破到吸氣空間去,使泵真空度下降。
(3)泵油在泵體內循環流動過程中會溶解進大量氣體和蒸氣。在吸氣側,因為壓力較低,溶解的氣體又會跑出來,使泵的真空度不易提高。
為了提高泵的極限真空度,除了提高泵體、轉子、旋片的加工精度,盡量減少裝配間隙和有害空間以外,最有效的辦法是將兩只單級泵串接起來,組成雙級泵。
圖7為雙級泵的工作原理圖。泵由兩個工作室組成。兩室前后串聯,同向等速旋轉,A室是B室的前級,A是低真空級,B是高真空級。被抽氣體經高真空級(B室) 進入前級,由排氣閥排出泵外。前級(A)和單級泵一樣,隨時有油進入泵腔,而高真空級(B)僅在開始工作時存有少量的油,工作一段時間后,便沒有油進入泵腔了。當泵開始工作,且吸入氣體的壓力較高時(例如從大氣壓力開始抽氣),氣體經B室壓縮,壓力急增,則被壓縮的氣體的一部分直接從輔助排氣閥(1)排出,另一部分則經由前級排出。
圖7:雙級旋片泵的工作原理圖
當泵工作一段時間后,B室吸入的氣體壓力較低時,雖經B室的壓縮,壓力也達不到一個大氣壓以上,排不開輔助排氣閥(1),則吸入的氣體全部進入前級A室,經A室的繼續壓縮,由排氣閥(3)排出。
泵工作一段時間后,由于高真空級進氣時壓力大大降低,其出口壓力也很小,這樣B室進出氣口的壓力差也較小,被壓縮氣體返回的數量也相應減少;同時,后級泵中易蒸發的油分子不斷被前級A室抽走,油蒸氣的分壓減少了,因而雙級泵的油污染比單級小,極限真空度將大大提高。國前的雙級旋片真空泵的極限壓力可10-2pa,國外有的泵可達到10-3Pa。
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