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1、Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3. 油封机械泵 3.1 旋片式油封真空泵 图3-1 2X型旋片泵 图3-1 2XZ型旋片泵 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3.1.1 概述 旋片泵为一种变容式气体传输真空泵，是真 空技术中最基本的真空获得设备之一。工作压力 范围1013251.3310-2 Pa，属低真空泵。 可单独使用，也可作其他高真空泵的前
2、级泵 ，用以抽除密封容器中的干燥气体。若附有气镇 装置，还可抽除一定量的可凝气体。 旋片泵不适于抽除含氧过高、有爆炸性 的、对金属有腐蚀性的、与泵油会发生化学发应 的、含有颗粒尘埃的气体。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3.1.2 旋片泵的工作原理与结构特点 旋片把转子、泵体、 端盖形成的月牙形空间分 隔成A、B、C三部分。 3.1.2.1 工作原理 图3-3 旋片泵工作原理图 1-旋片 2-旋片弹簧 3-泵体 4-端盖 5 -转子 Vacuum and Fluid
3、Engineering Research Center of Northeastern University, China 若转子按图中箭头方向旋转时，A空间容 积增加，压力降低，气体经泵入口被吸入， 此时处于吸气过程；B空间的容积减小，压力 增加，处于压缩过程；C空间的容积进一步缩 小，压力进一步增加，当压力超过排气压力 时，压缩气体推开泵油密封的排气阀，处于 向大气的排气过程。在泵的连续运转过程中 ，不断进行吸气、压缩和排气过程，从而达 到连续抽气的目的。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern Univer
4、sity, China 3.1.2.2 结构特点 旋片泵在结构上可分为油封式（图3-4a） 和油浸式（图3-4b）两大类。 1）油封式油箱设在泵体上，油起密封排 气阀的作用，泵为水或风冷却。一般大泵多采 用这种结构形式； 2）油浸式整个泵体浸在油内，油起密 封、冷却作用。小泵和直联泵多采用。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 图3-4a 油封式2X型旋片泵结构简图 1进气管； 2滤网； 3注油活塞； 4油窗； 5放油螺塞； 6旋片； 7旋片弹簧； 8转子； 9气镇阀； 1
5、0泵体； 11排气阀； 12排气管 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 图3-4b 油浸式2X型旋片泵结构简图 1电机；2手把；3支架；4油箱；5排气管；6挡油板 ；7气镇阀；8油窗；9油泵；10放油螺塞；11低级泵 盖；12排气阀；13低级旋片弹簧；14低级旋片；15低级 转子；16中隔板；17中间气道压板；18挡油板支柱；19 高级转子；20高级旋片及弹簧；21辅助排气阀；22高级泵 盖；23泵连轴器；24电机连轴器。 Vacuum and Fluid Engineer
6、ing Research Center of Northeastern University, China 1. 泵体（定子）：主要有3种： 图3-5 泵体结构 (a)整体式； (b)中壁压入式； (c) 组合式 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 整体式 ：结构紧凑，连接及密封加工面少， 密封性能好。加工工艺较难。 关键：保证两腔同心度和泵腔内表面的精度及 粗糙度（光洁度）。 中壁压入式：高低腔为一整体，中隔板由压 力机压入，泵腔加工工艺性好。结构紧凑。中 壁压入公差较严
7、，采用过盈配合定位，泵腔与 中隔板邻近处易产生变形。 一般采用小过盈量，加一定位销，或小过 盈微量浮动减少因大过盈量引起的变形；或在 泵腔相应处设计加强筋减少变形（大泵） 。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 组合式：各零件易于加工，容易保证高精 度，废品率低，互换性好，适于大批量生产 ，但其加工面多，装配麻烦。 泵体材料： 大多数厂家均采用高强度灰铸铁，如H 200，250等。 也可采用铝合金或球墨铸铁等耐磨、自 润滑好的材料。 泵体毛坯铸件应进行时效处理，以消除 内应
8、力，防止变形，提高耐磨性。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 2. 转子 转子结构有三种形式：整体式、 压套式和转子盘式。 整体式 ：加工基准是两端中心孔， 与转子盘式结构相比，其加工件和装 配量少，加工简单，节省工序，几何 精度和尺寸精度也得到了保证。但缺 点是对材质要求较高，而且其旋片槽 加工较困难，难以达到高精度，较适 于大泵； Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern Universi
9、ty, China 压套式：如图3-6(a)所示，两半转子中间 用衬块保证旋片槽宽，该结构加工量稍小些 ，但要求加工精度较高，装配较复杂； 转子盘式：是当前采用最多的形式，其结 构如图3-6(b)所示，两半转子盘用螺钉和锥 销紧固后，两转子体之间形成旋片槽，这种 结构零件多，加工装配量大，有较高的加工 精度。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 图3-6 转子结构 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northea
10、stern University, China 3. 旋片 结构形式 旋片的结构形式多为矩形 和 T 形 旋片的厚度与型号有关（一般从6 14 mm） Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 旋片材料 国内一般用 45 钢、H250、QT 或 20钢淬火（硬度：HRC4045） 对旋片材料的一般要求： 1）要有足够的抗弯强度；在正常泵温下膨 胀系数尽可能小，最好能接近铸铁，达到 0.8105 1.1105 l/； 2）比重小，摩擦系数小，耐磨损；良好的 自润滑性； 3）低成本；
11、良好的机械加工性能； 4）化学稳定性，没有污染和毒害。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 4. 排气阀 排气阀对泵的真空度和噪音影响较 大。 排气阀有两种形式：一种是用橡胶 垫做阀片，如图3-7(a)所示；另一种是 用布质酚醛层压板或弹簧钢片做阀片 ，如图3-7(b)所示。 排气阀必须浸在泵油中。在排气过 程中，压缩气体推开排气阀片，穿过 泵油排出。泵油起到密封的作用。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Nor
12、theastern University, China 图3-7 排气阀结构 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 辅助排气阀 在双级泵中，当高真空级与低真空 级为泵腔宽度不等时，需在两级之间设 置中间辅助排气阀，如图3-8所示。 辅助排气阀的作用是在入口压力较 高、经高真空级压缩的气体已达到排气 压力时，辅助排气阀打开，部分气体由 辅助排气阀排出，部分气体由低真空级 抽走。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of No
13、rtheastern University, China 图3-8 双级泵结构示意图 高真空级； 低真空级； 1中间辅助排气阀；2通道；3低真空级排气阀 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 5. 气镇阀 为了抽除可凝性气体，油封式机械真空泵 常装有气镇装置。 气镇法可以有效地防止可凝性气体凝结。 该方法是在被抽气体被压缩过程中将经过控制 的永久性气体（通常为室温干燥空气）由气镇 孔掺入其中，使可凝性气体分压达到泵温时的 饱和蒸汽压之前，压缩气体的压力已达到排气 压力，排气阀
14、打开，将可凝性气体同永久性气 体一同排出。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 图3-9 气镇阀结构 1调节阀； 2气镇阀座； 3密封垫；4挡块； 5钢球；6弹簧 气镇阀（掺气阀）是由节流阀和逆止阀两 部分组成，其结构如图3-9所示。节流阀控制 掺入气体量，逆止阀防止泵腔内气体压力高于 掺气压力时出现返流。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 图3-11
15、 保护阀 1阀体； 2真空室人口连接法兰； 3旋片泵入口连接法兰； 4电磁放气阀； 5阀板 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3.1.3.4 油雾的产生及分离 在旋片泵排气过程中，悬浮在被 抽气体中的油滴随气体一起被排出。 因此，常在泵出口看到“油雾”。同时 也有少量的油蒸气被排出。随着环保 要求的提高，新型旋片泵一般在出口 设置油气分离装置。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern Uni
16、versity, China 图3-13 油气分离器 1排气连接法兰； 2分离器出口； 3过滤元件； 4集油观察窗； 5放油塞； 6泄压阀 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 3.1.3.5 除尘装置 在有些真空工艺中会产生大量的灰尘，这 些灰尘将随被抽气体一起进入旋片泵。灰尘混 在泵油中，像研磨剂一样会对泵转子和泵腔造 成磨损和破坏。在灰尘量较少时，可由油过滤 系统滤除，但灰尘量较大时，为防止泵损坏， 保证泵正常运转时必须使用除尘器(图3-14)。 Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China 图3-14 除尘器的工作原理图 1入口法兰； 2外筒
