滑閥真空泵性能再探——消耗功率

2011-09-16 許濤 浙江真空設備集團有限公司

  滑閥真空泵的功耗主要是壓縮功、摩擦功、機械撞擊和液壓撞擊損失等。

壓縮功

  壓縮功是不可避免的,也是不可能人為減少的,它只隨入口壓力的變化而變化。減少無用壓縮功只能考慮減少和消除漏氣所造成的損失。氣鎮所消耗的功率也是壓縮功,它取決于氣鎮量的大小。而氣鎮量又取決于被抽氣體中可凝蒸氣量的多少。所以應該按被抽氣體中可凝蒸氣量來調節氣鎮量,這樣既能完全抽除掉可凝蒸氣,又能恰到好處的控制壓縮功的損耗。

摩擦功

  通常摩擦功約占總功率的20%~25%左右,尤其在低壓和極限壓力時,泵消耗的功率主要就是摩擦功,所以應盡量減少摩擦功的損耗。

a、機械摩擦損失

  機械摩擦損失包含了所有轉動零部件與靜止零部件、轉動零部件與轉動零部件之間的摩擦損失,為了減少摩擦損失,可以適當放寬間隙,在提高零部件耐磨性的基礎上減少摩擦接觸面積。例如,減少滑閥(桿)進氣側與導軌的接觸面積,減少滑閥(環)內圓與偏心輪外圓的接觸面,在偏心輪兩側加擋圈,防止偏心輪兩側面與泵蓋和中隔板發生摩擦等。減少零部件的質量,例如減小滑閥的
質量,對降低滑閥(桿)與導軌、滑閥(環)與偏心輪、導軌與泵體小缸之間的摩擦,也是有益的。

b、軸承摩擦損失

  軸承摩擦損失也屬于機械摩擦損失,但有其特殊性。首先,要采用正規的軸承產品,謹防冒牌產品,以免產生不必要的摩擦損失。軸承的潤滑是非常重要的一環,少油或缺油都將導致不必要的磨擦損失和軸承的損壞,因此應盡可能采用單獨供油或潤滑脂。

  軸承內、外圈與相關零部件的配合過盈量要適當,如過大將導致軸承內、外圈滾道變形,產生過度擠壓、發熱和噪聲,使摩擦損失劇增。滑閥泵軸大都屬于細長軸,容易造成剛度不足,或者是兩軸承安裝中心線與泵軸中心線發生傾斜,都將使軸承內、外圈軸心線發生傾斜,對那些非調心軸承來說,都會產生額外的摩擦損失和噪聲,所以對那些負荷較小的軸承,可以使用調心軸承或允許角度差稍大的軸承。此外,一些轉動零部件,如軸、滑閥、偏心輪、皮帶輪和平衡輪的質量都作用在軸承上,因此減少他們的質量,就直接減少了軸承的摩擦功。皮帶的拉力也作用在軸承上,所以皮帶的張緊力要適當。

c、液體的摩擦損失

  真空泵油在泵中起了密封、潤滑、冷卻和頂開排氣閥的作用,所以泵油參與了壓縮和摩擦,又減少了各零部件之間的摩擦。對于沒有設置油泵的滑閥泵,只要滑閥與泵蓋、中隔板之間的間隙適當,泵的進油量會自動調節。但如配有油泵,則油泵的流量必須經過仔細計算,通常為(7~10)×10-4S(S 為泵的抽速L/s),如油量過大,進入泵后將使真空泵變成油泵,不但壓縮功增加,而且摩擦損失急劇增加。

  泵油的運動粘度隨溫度的變化很大,如某廠的V100 油,40℃時粘度為104.62 mm2/s,100℃時粘度為11.63 mm2/s。所以在保證工作真空度的條件下,適當的提高泵溫,對降低消耗功率是大有益處的,我們通過實驗證明,把泵溫從50℃提高到70℃,消耗功率可降低7%,而且更有利于可凝性蒸氣的抽除,同時也減少了冷卻水消耗量。真空泵油一般在- 12℃ 就會凝固,故北方有些單位將泵置于室外工作是不可取的。這樣不但不利于泵的啟動,而且泵在啟動后的短時間內,某些部位處于缺油或少油的狀態,容易造成泵的損壞。

管路及其它

  對用戶而言,抽氣管道的口徑要與泵口直徑相同,長度要盡量短,過多的彎頭,過長的管道不僅會影響抽速也會影響功耗。排氣管道也如此,排氣管是用戶最容易忽視的,過長的管道將增大排氣阻力,導致氣體返流增加而影響抽速,更會使消耗功率增加。

  我們研制的滑閥泵油霧消除器,接在泵的排氣口,可以達到氣體室內排放的要求。當然油霧消除器必然會損耗一部分功率,經我們精心設計,反復改進,不但排氣阻力小,而且效果很好,功率的增加也并不明顯,要注意的是油霧消除器的芯必須根據使用情況定期更換。

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