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詳細介紹泵的作業特性

发布时间:2015-12-25 11:44 浏览次数:
★ 壓縮比
    因爲爪式泵轉子與吸、排氣口之間的閥調節效果及兩轉子之間關閉容積 Vc 內氣體的二次脹大效果,使泵具有較高的壓縮比,每一級所到達的壓縮比是由最大吸氣腔容積 Vs 與關閉容積Vc比值的二次冪給出。其推導如下:當圖 26 內的轉子從圖 (b) 方位轉過圖 (c) 方位時,關閉容積 Vc 內的有些氣體 ( 處于排氣壓力 P0 下 ) 將脹大進入吸氣腔 Vs 。 ( 此前Vs內氣體壓力爲吸氣壓力 Pi) ,使 Vs 與 Vc 內的壓力暫時平衡在壓力 P0 假定溫度不變,則脹大前後的氣體量可列如下方程式:
P0 Vc +Pi Vs - (Vc +Vs )P ( 7 · 1 )
式中: P -方位 (c) 時的暫態氣體壓力
當轉子持續從圖 (c) 轉到圖 (d) 方位,構成與圖 (b) 方位時相同的關閉容積 Vc ,但此刻 Vc 內的氣體壓力爲 P 。當轉子持續滾動經過圖 (a) 方位回到圖 (b) 方位後,該容積 Vc 內的氣體將再次脹大成容積 Vs ,所以有
PVc=PiVs (7 · 2 )
從等式 (7 · 1) 和 (7 · 2) 中消掉 P ,可得壓縮比爲 P0 / Pi - (Vs / Vc)2 (7 · 3)
別的因爲爪式泵的轉子之間以及轉子與泵體之間的空隙是兩個圓柱之面間的空隙,從加工和安裝的視點來看,能夠確保很小的公役,氣體的返流量能夠嚴格控制,因而爪式泵在高壓力段的壓縮比要優于羅茨泵,且能夠直排大氣 ( 見圖 27 的泵單級零流量壓縮比曲線 ) 。
    當爪式泵選用多級構造型式時 ( 例:選用四級爪型轉子 ) ,在排氣壓力爲大氣壓力時,泵的進口極限壓力可到達 lPa 以下。
★ 理論抽速
    由圖 26 可知,在圖 (d) 方位時,轉子將要對 Vs 腔內的氣體 ( 壓力已升到 P) 進行壓縮排氣;在圖 (b) 方位時,排氣剛好完畢, Vc 空間內封入壓力 P0 的氣體,則轉子每轉一星期排出來的氣體量 Q 爲
Q = VsP - P0Vc (7 · 4)
由 (7 · 1) 式得
(7 · 5)
將 (7 · 5) 式代入 (7 · 4) 式有
(7 · 6)
設泵的理論抽氣容積爲 V ,則有 Q = PiV ,代入 (7 · 6) 式得
令λ =P0 / Pi ( 壓縮比 ) ,則上式變爲
(7 · 7)
這麽可得泵的理論抽速 S 爲
(7 · 8)
式中: n -轉子轉速 r / min
L -抽氣級轉子厚度 m
As 、 Ac - Vs 、 Vc 對應的截面積 m2
由 (7 · 8) 式可知,只需求出 As 、 Ac ,則泵的理論抽速可得。
★ 壓縮功
   爪式真空泵與羅茨真空泵比較,所需的壓縮功率小。由圖 28 所示的 P-V 示功圖可知,旋片泵的氣體壓縮進程是內壓縮進程,每一循環分爲等壓吸氣、多變壓縮和等壓排氣三個期間,其示功圖如圖 28(a) 所示。羅茨泵的氣體壓縮進程則是在排氣時由外部氣體返沖到泵腔內,使氣體壓力俄然增高,然後混合排出,是外壓縮。其示功圖如 28(b) 所示。爪型泵的氣體壓縮進程雜亂一些,參見圖 26(b) ,吸氣進程完畢時,吸氣腔 Vs 中的壓力爲吸入壓力 Pi ,而關閉腔 Vc 內的氣體處于排氣壓力 P0 。隨著轉子按箭頭方向進一步旋轉,因爲兩個爪起閥的效果,使 Vc 中的有些氣體又返回到吸氣腔 Vs 中,所以 Vs 腔內的氣體壓力由 Pi 增加至中心壓力 P ,並進一步被轉子壓縮至排氣壓力 P0 ,其示功圖如圖 28(c) 所示。明顯,從節約功耗的觀念動身爪式泵優于羅茨泵。

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