渦旋真空泵的設計、工藝的技術(shù)問(wèn)題
1、渦旋真空泵的結構設計
為了實(shí)現渦旋泵能夠有效工作的目的，必須使渦旋型線(xiàn)在各個(gè)真空氣腔良好嚙合，從而克服由于真空腔壓差大等復雜因素導致的渦旋壁受力情況惡化、熱變形、排氣腔一部分高壓氣體滯留和真空泵效率降低等。所以要保證渦旋型線(xiàn)之間的精確包容與嚙合，控制工作介質(zhì)的泄漏，達到抽氣目的。這是渦旋泵結構設計的重要依據。
2、渦旋真空泵的密封
作為一種干式真空泵，無(wú)油泵是能在大氣壓力至5 Pa 的壓力范圍內工作，創(chuàng )造無(wú)油清潔真空環(huán)境的真空泵。在泵的抽氣流道中，無(wú)須使用任何油類(lèi)和密封液體作為介質(zhì)，依靠動(dòng)、靜渦旋盤(pán)相對轉動(dòng)形成吸氣腔和壓縮腔將被抽氣體排出，連續完成吸氣、壓縮和排氣過(guò)程。因此，如何防止泄漏解決密封的問(wèn)題尤為突出。
渦旋泵的密封主要包括軸向嚙合間隙的徑向密封，即齒頂密封，和徑向嚙合間隙的切向密封，即齒側密封。
圖3 齒頂密封件
齒頂密封采用頂部密封件來(lái)解決。動(dòng)盤(pán)（轉子）與靜盤(pán)（定子）的齒頂面上開(kāi)設漸開(kāi)線(xiàn)螺旋槽。在螺旋槽內嵌入特種材料的密封條，密封條相對渦旋盤(pán)做圓周向滑動(dòng)，由于是無(wú)油運轉，要求密封件耐磨、耐高溫、具有一定的蠕變性能，其材質(zhì)、尺寸、位置對泵的成功長(cháng)期運轉是至關(guān)重要的。齒側密封即氣腔之間的密封和與大氣隔絕的密封，通常齒側密封被認為是決定渦旋泵抽氣性能的主要因素之一，對于齒側密封, 常通過(guò)修正渦圈壁厚,選擇最佳運行間隙,使泵在達到工作溫度時(shí)嚙合間隙最小, 以此達到密封的目的，它也是保證泵的極限真空度的必要條件。由于動(dòng)、靜渦旋盤(pán)工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生熱變形，而且變形量不同，其最小轉動(dòng)間隙會(huì )隨工況而變化,間隙過(guò)大，會(huì )導致極限真空度難以達到，間隙過(guò)小，渦旋盤(pán)之間會(huì )發(fā)生摩擦甚至咬合，導致溫度急劇上升，破壞渦旋盤(pán)壁面，導致泵的咬死失效, 所以間隙大小的確定對設計者是一個(gè)挑戰。
圖4 齒側間隙密封
齒頂密封和齒側密封是渦旋泵性能的保證。尤其是對泵的極限真空具有決定性的作用。極限真空度的指標對渦旋泵的性能影響至關(guān)重要，對于渦旋泵來(lái)說(shuō)是很難把握及達到的指標。主要是渦旋盤(pán)副的嚙合間隙很難掌控，它是由渦旋盤(pán)的線(xiàn)形、材質(zhì)、溫升、表面處理等諸多因素構成的。它也是要求設計人員與工藝人員共同完成的關(guān)鍵工作。
3、渦旋真空泵的工藝性
渦旋泵動(dòng)盤(pán)和靜盤(pán)的嚙合是泵的技術(shù)核心，其材料要保證在高速相對運動(dòng)條件下能夠耐高溫，耐磨損和自潤滑，并且要有良好的加工性。渦旋盤(pán)副的加工精度和效率也是一個(gè)很重要的部分，要求用數控專(zhuān)用機床，一次裝卡加工完成，保證線(xiàn)形和精度。由于渦旋盤(pán)副的特殊運動(dòng)關(guān)系，材料要經(jīng)過(guò)適當的表面處理，以達到耐高溫，耐磨損和自潤滑。
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