開拓發(fā)展大抽速雙級滑閥真空泵
長期以來，我國發(fā)展雙級滑閥真空泵遇到不少困難和挑戰(zhàn)，標(biāo)準(zhǔn)制定后相隔二十多年才有生產(chǎn)2H-150等產(chǎn)品。實際上由于大抽速的雙級滑閥真空泵設(shè)計制造會遇到動平衡、控制雙級供油、降低噪聲等一系列的問題，所以其設(shè)計制造給廠方帶來很大麻煩。但是大抽速雙級滑閥真空泵在使用上有很廣泛的應(yīng)用前景，本文介紹大抽速雙級滑閥真空泵開拓發(fā)展的必要性和介紹研制成功的2H-150滑閥真空泵設(shè)計特點，并提出發(fā)展更大抽速的雙級滑閥真空泵的必要性。
滑閥泵由于結(jié)構(gòu)特點，容量比旋片泵大得多，由于滑閥真空泵可以在較差的真空環(huán)境下長期工作，因此常常被用于大型真空設(shè)備上�；y泵有單級和雙級兩種形式，單級泵的極限壓力在0.6~1.3 Pa（關(guān)氣鎮(zhèn)），雙級泵的極限壓力在0.06 Pa。
抽速≥150L/s 以上的可以看作為大型滑閥泵。長期以來國內(nèi)只有70L/s的雙級滑閥泵，但是在使用上如果有大抽速的雙級滑閥真空泵，在許多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域特別有利于簡化真空設(shè)備的機組構(gòu)造，有利于降低功耗，實現(xiàn)節(jié)能效果，有利于簡化操作，提高控制的可靠性。本文以設(shè)計研制成功的2H-150雙級滑閥真空泵為例，介紹發(fā)展開拓大型抽速的雙級滑閥真空泵的必要性，同時通過介紹2H-150雙級滑閥真空泵進行雙缸設(shè)計結(jié)構(gòu)的特點，提出實現(xiàn)在大抽速結(jié)構(gòu)的雙級滑閥泵雙缸結(jié)構(gòu)動平衡的可能性，提出實現(xiàn)雙級滑閥泵在低壓強時（2Pa）獲得大抽速的可能性。同時提出簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于單泵的啟動和控制的可能性。
1、發(fā)展大抽速雙級滑閥真空泵的意義
長期以來我國對大型真空設(shè)備使用在一定真空度的條件下（1~10-2Pa） 廣泛使用滑閥真空泵、羅茨- 滑閥真空機組，據(jù)不完全統(tǒng)計,浙江一省以生產(chǎn)滑閥真空泵、羅茨- 滑閥真空機組的產(chǎn)值超過4 個億人民幣。但是由于沒有大抽速的雙級滑閥真空泵，在許多羅茨- 滑閥機組配置上需要設(shè)計成羅茨- 羅茨- 滑閥機組，或者用一個雙級滑閥泵可以達(dá)到使用目的的需要采用滑閥-羅茨來代替才能滿足真空度的要求。例如需要極限真空為10-2 Pa、抽速為150L/s 時，必須設(shè)計成主泵為ZJ- 150 的羅茨泵，前級泵可以選用2H- 30的滑閥泵。但是在使用上有時希望在較高壓強時也具有大抽速，顯然用2H- 30 泵作為前級泵不能滿足這個要求，因此只好配2H- 70 泵作為前級泵，但是有些用戶還是不能滿足較高壓強下大抽速的要求，于是出現(xiàn)主泵是ZJ- 150，用戶要求前級泵配用H- 150 滑閥泵使用的怪現(xiàn)象。同時，我們分析羅茨泵的結(jié)構(gòu)特點可以明顯看出，所謂羅茨泵的抽速完全受到前級泵的抽速的影響，羅茨泵的極限壓力主要決定于前級泵的極限壓力，前級泵的極限壓力低，羅茨泵才能獲得較低的極限壓力。由于過去沒有大抽速的雙級滑閥真空泵，所以不少時候只能用增加羅茨泵為基礎(chǔ)設(shè)計成羅茨- 羅茨- 滑閥機組來滿足和提高真空度的要求，這無疑使結(jié)構(gòu)增加了復(fù)雜性。因此在總結(jié)羅茨機組的應(yīng)用時，權(quán)威性資料提出對入口壓力非常低（PA<10-2 hPa）和前級泵氣鎮(zhèn)閥工作時，通常使用雙級前級泵，否則羅茨泵所需的壓力很難達(dá)到，而且，在這種壓力下前級泵的抽速變得太低了，將導(dǎo)致壓縮比太高，容積效率降低了。現(xiàn)在羅茨真空泵已經(jīng)發(fā)展有5000 L/s、10000 L/s 和20000 L/s，在很多情況下既需要大的抽速又需要較低的極限壓力，顯然單級滑閥真空泵就無法滿足這一要求，發(fā)展大抽速的雙級滑閥真空泵與之相匹配，必然可以簡化結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)能，控制可靠的結(jié)果。
但是發(fā)展雙級滑閥真空泵會遇到很多技術(shù)難點，國外以美國KINNY 公司為代表，以三缸結(jié)構(gòu)為主體發(fā)展單級和雙級滑閥真空泵，這一結(jié)構(gòu)具有較好的動平衡效果，不需要在皮帶輪上加配重，不需要加平衡輪，雖然對滑閥桿的離心慣性力沒有得到平衡，但由于這一離心慣性力的干擾力較小，不足以產(chǎn)生大的振動，所以從平衡角度來說是一種好的結(jié)構(gòu)形式。但是由于三缸結(jié)構(gòu)需要兩個中壁，中間油缸供油比較困難，同樣轉(zhuǎn)速下，其結(jié)構(gòu)設(shè)計體積偏大。所以據(jù)查，KINNY 公司生產(chǎn)最大的雙級滑閥真空泵為KTC- 112 泵，抽速為51 L/s，極限壓力為3×10- 2 Pa。根據(jù)KINNY公司技術(shù)英國GENERAL 公司生產(chǎn)的GKTC- 225泵，最大抽速為104 L/s，極限壓力為3×10- 2 Pa。我國為了發(fā)展大抽速的雙級滑閥真空泵，上海神工、浙江臺州環(huán)球、江蘇海真、浙江臺州力鑫、浙江真空設(shè)備公司等單位先后研制成功2H- 120、2H- 150、2H- 230 雙級滑閥真空泵，開拓了我國生產(chǎn)大型雙級滑閥真空泵的發(fā)展里程，為今后配置大型真空機組廣泛使用于太陽能利用、航空航天的真空模擬、稀有金屬提煉、真空冶金、電力設(shè)備的改造等領(lǐng)域提供了理想的預(yù)抽真空設(shè)備。
2、2H-150 雙級滑閥式真空泵研制
對于雙級滑閥式真空泵抽速在150 L/s 以上的泵究竟在設(shè)計制造中會遇到哪些問題，進行嘗試和研究。在2008 年11 月與江蘇海真真空設(shè)備有限公司共同合作下研制成功2H- 150 雙級滑閥式真空泵，于2009 年6 月通過國家真空設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，其性能如表1 所示。
表1 2H-150 樣機檢測數(shù)據(jù)表
