渦輪式無油真空泵原理詳解
日本研制一種新型的渦輪式無油泵,是一種粗抽泵,可從大氣壓抽到10-2Pa。在結構上采用徑向流和周向流泵的復合結構, 經多級串聯抽氣。這種泵的抽氣單元是以滿足極限壓力10-2Pa, 出口壓力為大氣壓,返油率為零而設計的。
圓盤式牽引泵在分子流態下有高的壓縮比,在粘性流態時抽速和壓縮比均很低。作為無油的粗抽泵來說,要經常在粘性流態下工作,因此不能采用這種抽氣單元。該泵選用了徑向流和周向流抽氣機構為了使該抽氣單元能從粘性流擴展到過渡流和分子流區域, 作為真空泵的抽氣單元, 經研究得出葉輪通道和轉向通道均為向后彎曲的葉片,如圖10所示。
(a) 徑向流抽氣單元
(b) 周向流抽氣單元
(c) 渦輪式無油泵結構
組合后得到了很好的抽氣性能, 在低于103Pa 的過渡流和分子流范圍內, 最大壓縮比為3000。這種徑向流抽氣單元, 根據抽速的要求, 可調節葉輪上葉片的高度。一般粘性流態時泵的抽速比分子流態時的抽速高。選這種徑向流抽氣單元作為泵的低壓段抽氣。周向流抽氣單元如圖10 所示, 它可作為該泵的高壓段抽氣, 氣體不斷得到旋轉葉輪給予的動量, 通過一級壓縮, 壓力能增加幾倍。周向流抽氣單元在粘性流態時有較高的壓縮比, 比相同速度的徑流抽氣單元的壓縮比高得多, 這種抽氣單元僅在粘性流態時有高的壓縮比, 在低于103Pa 的過渡流內, 其壓縮比會隨入口壓力的下降而降低。而且這時比徑向抽氣單元的壓縮比還低。周向流抽氣單元的壓縮比隨葉輪的圓周速度增加而提高。葉輪達到音速時壓縮比有最大值。故在粘性流范圍選用這種周向流抽氣單元。因此, 用徑向流和周向流抽氣單元串聯組合成這種渦輪型的干式泵。
這種泵的極限壓力可達到10-2Pa, 抽速為0.02～0.15m3/s,轉速31000r/min。
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