旋转叶轮泵的工作原理是通过一个连续的正向位移循环,利用旋转机制来捕获和压缩气体。气体被吸入吸入腔,通过在偏心安装的转子内滑动的叶轮被压缩,然后被推向排气口,在那里被排出到大气中。
通过使用偏心安装的转子和弹簧加载的叶轮,这些泵会产生一个连续的吸入和压缩循环。系统的效率在很大程度上依赖于维持精确的气密密封,这通常通过特殊的油和机械张力来实现。
压缩的机械原理
偏心转子策略
泵的核心部件是一个偏离中心(偏心)安装在泵壳内的转子。这种特定的对齐方式会产生一个随着转子转动而膨胀和收缩的腔室。
弹簧加载的叶轮
为了确保与腔壁的持续接触,叶轮是弹簧加载的。随着转子的旋转,这些叶轮会向内和向外滑动,将气体分子捕获在转子和壳体之间的空间中。
位移循环
随着叶轮的旋转,它们会将捕获的气体从大的吸入区域物理地推向一个逐渐变小的空间。这种压缩会将气体分子推向排气口以被排出。
油的关键作用
创建密封
仅仅依靠机械配合很少能达到真空。使用特制的、低蒸汽压的油可以在旋转的转子和固定的壳体之间形成气密密封。
润滑和冷却
除了密封,油还起着另外两个重要作用:它润滑运动部件以减少磨损,并在运行过程中吸收热量以冷却泵。
驱动机制和性能
直驱配置
直驱泵通过曲轴和联轴器将泵直接连接到电动机。这些装置通常以较高的速度运行,通常在1750 RPM左右。
由于转速较高且连接直接,这些泵通常在较高温度下运行,平均约为70摄氏度。
皮带驱动配置
皮带驱动泵使用皮带轮和皮带系统,通常包含减速功能。这种设计允许泵以较低的 RPM 转动。
由于运行速度较慢,皮带驱动型号的运行温度明显较低——通常比直驱型号低10到20摄氏度。
理解操作权衡
温度管理
热量是影响泵寿命的主要因素。虽然直驱泵很常见,但其较高的运行温度(70°C)比运行温度较低的皮带驱动系统对内部组件的压力更大。
可变影响因素
理想情况下,泵会高效运行,但实际性能会因维护情况而波动。油的质量、粘度和泵的年龄都会直接影响运行温度和密封的完整性。
气体因素
被泵送的气体类型也决定了性能。处理活性或重气体可能会改变油的性质,随着时间的推移降低密封性能并提高运行温度。
为您的目标做出正确选择
理想情况下,您应该选择一种配置与您的占空比和热量要求相匹配的泵。
- 如果您的主要关注点是较低的运行温度:优先选择皮带驱动泵,因为它们的速度降低导致运行温度比直驱型号低10-20摄氏度。
- 如果您的主要关注点是标准速度和效率:使用直驱泵,请记住它们大约在1750 RPM下运行,并且需要管理较高的运行温度(约70°C)。
通过了解驱动机制、油质和偏心转子设计之间的关系,您可以确保您的泵保持应用所需的真空度。
汇总表:
| 特性 | 直驱泵 | 皮带驱动泵 |
|---|---|---|
| 机制 | 电机通过曲轴连接 | 皮带轮和皮带系统 |
| 运行速度 | 高(~1750 RPM) | 低(速度降低) |
| 运行温度 | 较高(~70°C) | 较低(低10-20°C) |
| 密封方法 | 油和弹簧加载的叶轮 | 油和弹簧加载的叶轮 |
| 最适合 | 标准速度和效率 | 对热敏感的应用 |
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