旋片式真空泵缸體曲面的設(shè)計(jì)

【資料簡介】

在真空泵制造中，缸體曲面的設(shè)計(jì)相對重要，以旋片式真空泵為例，泵浦工作時(shí)主要是依靠葉片在缸體曲面上實(shí)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(shí)際情況。因此，在實(shí)際制造中，缸體曲面的合理設(shè)計(jì)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(jī)械，旋轉(zhuǎn)時(shí)靠離心力使滑片頂端與缸體內(nèi)壁保持接觸，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)滑片沿缸體內(nèi)壁滑動(dòng)，在上下端蓋、滑片、轉(zhuǎn)子和缸體間形成封閉的工作腔，實(shí)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(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)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(shè)計(jì)尤為重要。相關(guān)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(yīng)缸體的各個(gè)工作腔均為對稱結(jié)構(gòu)，排氣容積較大，導(dǎo)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(shè)計(jì)方法。采用正弦螺旋線構(gòu)建缸體型線，改變吸入和排出段曲線對應(yīng)圓心角的占比，達(dá)到缸體和轉(zhuǎn)子之間形成兩個(gè)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(dǎo)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(dòng)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(yùn)動(dòng)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(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(dòng)，實(shí)現(xiàn)容積變化而完成抽氣和排氣的過程。這種定子曲線構(gòu)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(shí)動(dòng)平衡性能好，易于實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速。

當(dāng)然，任何泵浦的設(shè)計(jì)都存在不足之處，這就要通過設(shè)計(jì)制造中進(jìn)行調(diào)整達(dá)到實(shí)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(yīng)力。所以它的使用壽命也相對來講提高不少。同時(shí)在我們國內(nèi)生產(chǎn)的許多泵浦在經(jīng)上時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，容易卡死，造成旋片和定子內(nèi)曲線表面的接觸點(diǎn)間隙過大，加大泄漏和沖擊振動(dòng)，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(gòu)設(shè)計(jì)不足的地方，普諾克真空科技要需要通過新型的葉片設(shè)計(jì)以及缸體曲面設(shè)計(jì)來解決此類問題的發(fā)生。