旋片式真空泵缸體曲面的設計

【資料簡介】

在真空泵制造中，缸體曲面的設計相對重要，以旋片式真空泵為例，泵浦工作時主要是依靠葉片在缸體曲面上實現(xiàn)基元容積的變化來取得真空。這就意味著，泵浦基元曲面的容積的大小取決于缸體曲面的實際情況。因此，在實際制造中，缸體曲面的合理設計能夠提高泵浦的抽速以及提高泵浦的工作效率。

滑片真空泵是一種容積式流體機械，旋轉(zhuǎn)時靠離心力使滑片頂端與缸體內(nèi)壁保持接觸，轉(zhuǎn)子帶動滑片沿缸體內(nèi)壁滑動，在上下端蓋、滑片、轉(zhuǎn)子和缸體間形成封閉的工作腔，實現(xiàn)氣體的吸入，壓縮和排出。具有抽速大、體積小、可抽除一定量的可凝性氣體的優(yōu)點，廣泛應用于機械、電子、化工、汽車等行業(yè)。常見的滑片真空泵包括單腔、雙腔和三腔滑片真空泵，為獲得更好的工作性能，缸體型線的設計尤為重要。相關研究提出了多次函數(shù)型線、三角函數(shù)型線和多段組合曲線等，但對應缸體的各個工作腔均為對稱結(jié)構，排氣容積較大，導致內(nèi)容積比小，壓縮效率低。

為了增大滑片真空泵內(nèi)容積比，也為了豐富缸體型線的類型，本發(fā)明提出了一種雙腔滑片真空泵缸體及其型線設計方法。采用正弦螺旋線構建缸體型線，改變吸入和排出段曲線對應圓心角的占比，達到缸體和轉(zhuǎn)子之間形成兩個相同的不對稱工作腔，減小排氣容積，增大內(nèi)容積比的目的。缸體型線上所有曲線滿足二階導數(shù)連續(xù)，保證滑片頂端在與缸體內(nèi)壁保持接觸的滑動中不發(fā)生剛性沖擊和柔性沖擊。

目前大多真空泵浦采用缸體與轉(zhuǎn)子配合葉片置于偏心運動的原理，例如常見的一些單級旋片式真空泵，通常采用在回形的定子內(nèi)腔偏心放置一個轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時由于偏心作用，轉(zhuǎn)子上的葉片慣性力的作用下緊貼定子的內(nèi)曲面滑動，實現(xiàn)容積變化而完成抽氣和排氣的過程。這種定子曲線構造簡單，加工方便，廢品率低，互換性好，成本較低，適合于大批I生產(chǎn)，高速旋轉(zhuǎn)時動平衡性能好，易于實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速。

當然，任何泵浦的設計都存在不足之處，這就要通過設計制造中進行調(diào)整達到實際的使用要求。

以普諾克PNK SP 0100旋片式真空泵為例，合理控制泵浦的葉片缸體與轉(zhuǎn)子之間偏心距離，防止葉片脫出以及減小葉片所承受的應力。所以它的使用壽命也相對來講提高不少。同時在我們國內(nèi)生產(chǎn)的許多泵浦在經(jīng)上時間運轉(zhuǎn)后，容易卡死，造成旋片和定子內(nèi)曲線表面的接觸點間隙過大，加大泄漏和沖擊振動，產(chǎn)生噪聲。抽氣速率較低。由于偏心距一定，使得抽氣速率受到限制，難以提高。因此，針對這些傳統(tǒng)的結(jié)構設計不足的地方，普諾克真空科技要需要通過新型的葉片設計以及缸體曲面設計來解決此類問題的發(fā)生。