滑閥真空泵性能再探——抽氣速率

2011-09-16 許濤 浙江真空設(shè)備集團有限公司

  滑閥真空泵的幾何抽速(理論抽速)按JB/T 1246- 2007《真空技術(shù)-滑閥真空泵》標(biāo)準規(guī)定,應(yīng)為名義抽速的1~1.2 倍,幾何抽速乘以抽氣效率就是實際抽速。抽氣效率與泵各零部件之間的間隙有非常密切的關(guān)系,在充分考慮被抽氣體的成分、工作溫度、和粉塵等條件下,適當(dāng)減小間隙,有利于抽氣效率的提高。其他如排氣速度,抽、排氣管道、泵油質(zhì)量等也都會影響抽氣效率。泵腔各相對活動的零部件之間的間隙對泵的抽速有顯著影響,如“滑閥真空泵性能再探——極限真空度”一文所述,凡有利于真空度提高的,也都有利于抽速的提高。

間隙

  需要特別指出,一般認為雙級泵高真空缸的真空度高,所以間隙應(yīng)取得小一些。其實并非如此,正是因為高真空缸的真空度高,氣體分子自由程較大,在同樣間隙下,氣體分子不容易穿透間隙,而在低真空缸,由于氣體分子自由程較小,氣體比較容易穿透間隙。所以低真空缸的間隙必須嚴格控制,反而高真空缸的間隙倒是可以適當(dāng)放寬。我們曾在15 L/s 雙級泵上做過對比試驗,證實這個觀點是正確的,對提高抽氣效率有益。我們曾檢測過E2M40 泵(名義抽速11.8 L/s)高真空缸的側(cè)面間隙為0.095mm, 低真空缸的側(cè)面間隙為0.06 mm;D-650K 泵(名義抽速10.67 L/s)高真空缸的側(cè)面間隙為0.07~0.08 mm,低真空缸的側(cè)面間隙為0.05 mm。

排氣速度

  排氣速度要適當(dāng),一般不超過30 m/s,過高的排氣速度將促使被壓縮的氣體從壓縮腔向吸氣腔返流,不但會影響泵的真空度,更會導(dǎo)致抽氣速率的下降。對于雙級滑閥泵來說,高真空缸與低真空缸之間的通道面積也極為重要,如通道面積過小,將使氣體流速加快,造成低真空缸來不及完全吸收從高真空缸排出的氣體,產(chǎn)生氣體返流,會嚴重影響高真空缸的抽速。由于在設(shè)計中已預(yù)先考慮了這種可能性,所以我們的雙級滑閥泵中沒有出現(xiàn)過上述現(xiàn)象。但在兄弟單位委托我們檢測的2XZ-2 和2XZ-4 雙級旋片泵中就出現(xiàn)過上述現(xiàn)象,由于2XZ-2 和2XZ-4 泵的大部分零部件是通用的,只是泵缸的長度不同,高真空缸和低真空缸之間的通道面積是相同的,所以對2 L/s 泵而言是足足有余的,而對4 L/s泵來說則就不夠了。檢測發(fā)現(xiàn)在1.5 kPa 時,2 L/s泵的抽氣效率達到85%,而4 L/s 泵只有77%,達不到行業(yè)標(biāo)準的要求,經(jīng)我們建議,擴大了4 L/s泵的通道面積,復(fù)測4 L/s泵在1.5 kPa 時的抽氣效率達到85%以上。

泵油的質(zhì)量

  泵油的質(zhì)量對高真空區(qū)間的抽速有一定的影響,尤其是全壓抽速。質(zhì)量差的泵油在高真空區(qū)間揮發(fā)出的油蒸汽較多,在被抽氣體中占有一定的比例,而優(yōu)質(zhì)泵油的飽和蒸汽壓低,在高真空區(qū)間揮發(fā)出的油蒸汽很少,所以實際抽出的氣體多,抽氣效率就高了。

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