容积式真空泵结构形式的探讨

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1、容积式真空泵结构形式的探讨摘要：对容积式真空泵的结构形式进行分析，整理归纳其优缺点，指出结构缺点的不可消除性以及这些结构的发展趋势，为结构设计和选型捉供参考。关键词：容积式真空泵；结构型式；探讨广泛上己提高要运基木用无和完动件结构中的善的.低真空获得设备上的容积式真空泵，经过百余年的发展，?新，而在工艺、加工装配精度、材料。本文针对容积式真运动形式来划分为：式做为图例。等方面随着科学技术空泵的不同结构型式进行分析探讨，往复式.旋转式、放摆式三种，文中到了现在，而不断型式按照有代表性的而结构JIJ具构到主的1

2、历史与现状1.1往复式真空泵1.1.1往复活塞式:是一种最古老的结构形式，其发明时间已无从考究，我国古代使用的水枪木质风箱即是这种结构的实际%一用见图1。1640年德国人用这种结构制成了真空泵成为现代真空泵和空气压缩机械的鼻祖o基本结构见图2,其运动形式是活塞在泵腔内做往复直线运动9使活塞与泵腔围成的空间的空积发生周期性变化9达到进气与排气的目的进气与排气在时间上错开都是不连续的,即进气与排气是间断的从而引起气流脉动噪严,它有一个主要运动件——活塞,而现在动力的提供都是以旋转运动的形式（主婆是电机），所以动

3、力要驱动活塞做往复直线运动，必须通过曲轴和连杆，使得整机尺寸大，活塞的往复直线运动是加减速运动，连杆是平而运动，必然产生不平衡的惯性力而引发机器的振动和机械噪声，同时转速不能高（300r/min左右）；活塞与泵腔之间的密封靠活塞环，活塞环与泵腔内壁直接接触，磨损严重，消耗功率大，容积效率低。上述借况都是往复活塞式真空泵无法克服的结构缺点，但是，因为它工作可靠性离，寿命长，易于维修，加工.装配精度耍求低，通用机床就能完成加工，适合一般水平的生严成本较低，所以还占有一定的市场份额，生产厂家较多。1.1.2膜片式

4、：见图3。它是往复活塞式的一种变型，区别是膜片代替了活塞，膜片一般是'柔性”材料，质量小，虽然也做往复直线运动，但引起的不平衡惯性力减小，振动和机械噪声大大降低，膜片与泵腔Z间无摩擦磨损，消耗功率降低。牍片式虽然克服了往复活塞式的一些缺点，但是，膜片容易折裂，工作可靠性下降，寿命短，维修频率高，使用成本高，所以占有的市场份额很低，生产厂家很少。1.2旋转式真空泵1.2.1罗茨式和爪式：这两种结构型式的原型是1848年由琼斯在英国发明，见图4和图5。图5所示结构于1854年由美国人罗特兄弟应用于鼓风机，被命名

5、为罗茨式鼓风机，贝伦斯在1867年设计成泵和蒸汽机。对于罗茨式：见图5。其运动形式是两个8字形转子在泵腔内绕各自旋转轴中心做旋转运动，造成转子与泵腔围成的空间的容积发生周期性变化，达到进气与排气的II的，而且进气与排气在时间上同步进行，即进气与排气是连续的，但排气过程有一定的气流脉动主较平引起一定的气体动力噪声。它的主要运动件有两个8字形转子，而动力都是提供给轴，再由主动轴传递动力给从动轴，这必须通过一对齿轮，带來定位及加工装配的要求，但结构紧凑，整机尺寸较小，零部件少。转子形状对称并做匀速旋转时，动性能良

6、好，动转平稳，机器的振动和机械噪声低，同时能较大提高转速（达到1500〜3000r/min）o转子与转子、转子与泵腔之间有间隙，即非接触，所以无摩擦磨损，,工作可靠性高，寿命长，易于维修，可用于干式真空泵，但8字形转子,需要专机，不利于批量生产，成木较高，运动件的间隙使泄漏较大，所对间声工茨以占冇一定的市场份额，生产厂家较多。:见图4（变型”其结构和工作过程与罗茨式类似，不同处一是进气与侑部分重叠），进气与排气不连续，工作过程存在气流脉动，引起气于上:二是转子形状不对称，旋转动平衡性能较差，机械的振动和机械

7、噪声较高，其它方难度更大，要用到专用机床，不利于批量生产，成本较高，容积效率等式和似，所以占有的市场份额不高。排体动同面在）｝时与时噪加罗皇家理其运动1.2.2螺杆式：这种结构型式是徳国人H.Krigar在1878年发明，直到1934年瑞典A.Lysholm才把此结构型式应用于工业上，而且一般采用双螺杆式，见图6。个螺杆在8字型泵腔内绕各自旋转轴中心做同步旋转运动，螺杆上的螺旋齿榊相互,造成由齿型空间组成的基元容积发生变化，达到进气与排气的忖的，进气与排气两合时两要腔工加隙冇间上同步进行，但不是连续的，存在

8、气流脉动个螺杆，所以主动轴要通过一对齿轮传递动力求，但结构紧凑，整机尺寸较小，零部件少；转平稳，机器间有间隙，可靠性高，、装配精度泄德之作工使较大，BUSCH,双螺杆泵腔组,有气体动力噪声；它的主要运动件有给从动轴，带來定位及加工装配的较高转子做匀速旋转时，动平衡性能较好，实现较高转速；螺杆与螺杆、螺杆与泵的振动和机械噪声较低，同时可即非接触，泵内运动件与泵腔无摩擦，故儿乎无磨损，消耗功率不大，寿命长，易于维修，