螺桿干式真空泵常見的幾種轉子型線比較
目前干式螺桿真空泵的主要生產廠家多采用單頭等螺距型線,其他還有多頭雙邊對稱圓弧型線、單頭變螺距梯形螺紋型線、單頭等螺距梯形螺紋型線和等螺距凹齒型線。
(a)單頭等螺距矩形螺紋轉子(b)單頭等螺距梯形螺紋轉子(c)單頭變螺距梯形螺紋轉子(d)單頭等螺距凹面轉子(e)雙邊對稱圓弧型線轉子
圖 幾種螺桿轉子型線的三維造型
單頭等螺距矩形螺紋轉子型線是最早出現的型線,由于有可能發生根切,即二級轉子級間出現干涉現象,所以基本上已經不再使用。取而代之的是改進型的單頭等螺距梯形螺紋轉子,其截面形狀由矩形改為梯形,解決了干涉問題,且加工方便,故為很過廠家廣泛采用。
單頭變螺距梯形螺紋轉子和單頭等螺距凹面轉子是近年來出現的新型型線,它是在單頭等螺距梯形螺紋轉子的基礎之上改進而來的。單頭變螺距梯形螺紋轉子其主要特點為螺桿螺距從吸氣端到排氣端按變螺距系數變化,大導程一端對應于吸氣口。開始時吸氣量大,在轉子轉動過程中運動的封閉腔體越來越小,氣體被壓縮,具有內壓縮作用,即邊輸送邊壓縮,從而能夠降低整體的排氣壓縮功耗,并對發生在排氣口的喘振現象有抑制作用,是泵的工作更為平穩,能夠降低噪音和排氣振動。
頭等螺距凹面轉子進一步采用內凹齒面法將嚙合齒面上可能發生干涉的部分全部去除,是齒面成為向內凹曲的等螺距螺旋線共軛曲面。多頭雙邊對稱圓弧型線是最近幾年出現的一種新型型線,它是在雙螺桿壓縮機型線的基礎上發展而來的。一般陽轉子為四頭螺桿,陰螺桿為六頭螺桿。
上述各種型線各有優缺點,要根據設計要求、加工制造能力、實際需求等多方面選擇。從適用性方面來講,多頭雙邊對稱圓弧型線適用面最廣。由于該型線在一個導程內就可以完成吸氣、壓縮和排氣的全過程并能達到一定的極限真空,這就能有效地減小泵的體積和質量,尤其適于大抽速要求的泵。單頭型線由于要多級才能達到一定的極限真空,不可避免要增加泵的體積,占用更大的空間,所以適用于中、小型泵。
多頭螺桿型線的缺點是型線復雜,加工資用昂貴,需用特制的刀具在專用機床上加工;而單頭梯形齒型線由于各齒面在軸向剖面內的交線都是直線,所以加工時使用直刃車刀即可,只是變螺距型線要在數控車床上加工以保證精度。單頭凹齒面型線的加工要比梯形齒型線稍復雜,但完全能在通用的數控車床上完成,大批量生產時可以選用鑄造。另外,多頭螺稈型線和單頭變螺距型線由于在抽氣過程中有內壓縮,不適合抽除可凝吐氣體,但減小了排氣口的喘振和噪音,也減小了功率的消耗。