滑閥式真空泵的改進(jìn)措施探討
滑閥式真空泵雖然是一種老泵，但與旋片式真空泵等比較，它具有允許工作壓力高(104Pa)、抽氣量大、能在較惡劣環(huán)境下連續工作，經(jīng)久耐用等突出優(yōu)點(diǎn)，所以在真空冶煉、真空干燥、真空浸漬、真空蒸餾等行業(yè)得到廣泛的應用。同時(shí)由于結構等方面的問(wèn)題，又存在著(zhù)急需解決和改進(jìn)的問(wèn)題：
1、滑閥泵的振動(dòng)和噪音問(wèn)題
滑閥泵運轉時(shí)的振動(dòng)和操音較大，泵的振動(dòng)影響真空系統的穩定，縮短泵的壽命，并對環(huán)境造成污染。所以研制出振動(dòng)噪音小的滑閥泵對于提高泵的質(zhì)量、擴大泵的應用有十分重要的意義。
滑閥泵的主要振動(dòng)來(lái)自泵滑閥運動(dòng)系統所產(chǎn)生的不平衡慣性力。解決的方法有以下幾個(gè)方面：
a、整體結構方面
滑閥泵可設計成立式結構或臥式結構。從發(fā)展趨勢看，臥式(即傾斜式)結構較合理。因為它具有結構緊湊、重心低的特點(diǎn)，有利于減小振動(dòng)。
b、動(dòng)平衡
通常采用加平衡輪并在皮帶輪上加不平衡重量來(lái)對偏心輪和滑閥的慣性力進(jìn)行平衡減振。對泵滑閥運動(dòng)系統進(jìn)行動(dòng)力分析和試驗表明滑閥桿的運動(dòng)是影響泵振動(dòng)大小的非常重要的因素，如泵已加平衡輪后。立式H-150A型泵因滑閥桿運動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)值占總振動(dòng)值的2/3；臥式H-150型泵則占9/10�？梢酝ㄟ^(guò)分析計算，然后在平衡輪上加配重的方法來(lái)平衡滑閥桿的慣性力。實(shí)踐證明，這種一種有效的減振方法。
c、采用機械減振裝置
對于高速泵和大泵，除采用平衡措施外，還可用機械減振的辦法來(lái)減小振動(dòng)。例可用橡膠減振器，將減振器安裝在泵的底座上，靠橡膠來(lái)吸振。
d、泵缸數目的合理選擇與布置
滑閥泵有單缸、雙缸和三缸等結構。對于單缸、雙缸和等長(cháng)三缸等結構的泵，均需在泵上另加平衡配重來(lái)平衡泵運轉中產(chǎn)生的慣性力與慣性力矩。而一種不等長(cháng)三缸結構則從結構原理上鉸好地解決了滑閥泵的振動(dòng)問(wèn)題。
該結構布置型式如圖所示。
不等長(cháng)三缸結構慣性力平衡圖
中間是一個(gè)長(cháng)缸，兩側各為等長(cháng)的短缸a三組滑閥用一根公共軸同時(shí)驅動(dòng)，中間一組滑閥長(cháng)度及重量雙倍于左右兩組滑閥。泵運轉時(shí)，兩組短滑閥和中間長(cháng)滑閥之間始終保持著(zhù)180°的相位差。長(cháng)滑閥產(chǎn)生的慣性力為F，短滑閥的慣性力為F/2，因此慣性力和慣性力矩大小相等方向相反，三組滑閥可以通過(guò)自身的結構設置來(lái)保持力的平衡。使泵基本消除振動(dòng)。
由于該結構泵運轉振動(dòng)很小，所以泵的轉速可以大大提高，從而可減少泵的體積和重量。例如，抽速為150L/S的三缸滑閥泵的重量要比普通型H-150泵減輕30%。這種結構也為大抽速滑閥泵的開(kāi)發(fā)創(chuàng )造了有利條件。美國Kinney公司制造的三缸自平衡結構滑閥泵的最大抽速已達367L/S。
2、提高容積利用率和轉速
若泵腔直徑不變，減小轉子直徑，則可以使泵的容積利用系數增大，使抽速在泵外形尺寸不變時(shí)加大。國外已經(jīng)設計出了行星式滑閥泵(如圖所示)。該結構把偏心轉子做成圓板狀，滑閥桿(滑片)裝在滑閥體的開(kāi)口槽內，另一端鉸接在泵體上使其能擺動(dòng)。當泵工作時(shí)，電動(dòng)機帶動(dòng)圓板自轉，插在偏心孔內的滑閥體跟著(zhù)公轉，同時(shí)滑閥體又可沿滑閥桿(滑片)滑動(dòng)。在旋轉過(guò)程中，滑閥體和泵腔內壁始終保持一定的密封間隙，以實(shí)現抽氣、壓縮和排氣。
行星式滑閥泵結構簡(jiǎn)圖
行星式滑閥泵與體積和轉速相等的其它滑閥泵比較，由于滑閥體尺寸小，抽速可增加一倍。同樣也可相應地提高泵的轉速。但由于滑閥桿在這種結構中擺動(dòng)很大，所以目前該結構只宜于小型泵。
由于滑閥泵的材料、振動(dòng)、噪音等一系列問(wèn)題尚待解決和完善，因此影響了泵轉數的進(jìn)一步提高。高轉數(可達1000r/min)目前僅限于抽速為40L/S以下的小型泵。
3、抽除可凝性氣體的措施
近年來(lái)，隨著(zhù)真空應用范圍越來(lái)越廣泛，在真空干燥、真空浸漬、真空脫水、真空冶煉等行業(yè)用滑閥泵抽除氣體都含有大量水蒸汽。如果在真空泵中不能及時(shí)排除，就會(huì )污染真空泵油，造成真空泵抽氣性能降低。盡管在泵上設置了氣鎮閥，認可降低泵的極限真空，用氣鎮方法抽除可凝性氣體，但對于真空干燥、脫水、煉泥等水蒸汽含量高的抽氣過(guò)程來(lái)說(shuō)，用氣鎮方法并不理想，一般有以下方法可試用：
a、滑閥泵與冷凝器配套使用
目前國內多數廠(chǎng)家采用這一方案。原理是將冷凝器串接在泵與被抽容器之間，把真空工藝設備中的大量水蒸汽用冷凝器捕捉成水，從而減少水蒸汽進(jìn)入真空泵中的數量、降低泵油污染程度。如果適當調節冷凝器出口閥門(mén)流量和充分發(fā)揮真空泵上的氣鎮閥作用，可以取得較好的抽氣效果。
b、變滑閥泵為熱泵
根據水的物理特性及相圖原理，可將滑閥式真空泵改成熱泵。這樣，可在較高泵腔溫度條件下，抽除大量可凝性水蒸汽。其工作原理如下：用一套自動(dòng)溫度調節控制器，通過(guò)自動(dòng)控制泵的冷卻水流量來(lái)達到控制泵腔溫度的目的。使得在抽氣過(guò)程中，泵腔的溫度始終控制在高于水的飽和蒸汽壓溫度，促使被抽氣體中的大量水蒸汽能順利排出。
為避免出現由于泵腔內溫度較高，泵長(cháng)期工作可能會(huì )出現的泵油變稀、真空度下降、運轉零部件卡死等現象，在設計中可采用耐高溫的泵油(如N-62或N-68)和耐高溫軸承。加大運轉零部件的間隙等。
