真空泵的發(fā)聲原理

　　真空泵是利用轉(zhuǎn)子和可在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)滑動(dòng)的旋片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以獲得真空的一種變?nèi)輽C(jī)械真空泵。當(dāng)采用工作液來進(jìn)行潤滑并填充泵腔死隙，分隔排氣閥和大氣時(shí)，即為通常所稱的油封旋片真空泵。無工作液時(shí)，即為干式旋片真空泵，將另頁介紹。

　　在油封旋片真空泵中，國內(nèi)習(xí)慣上稱皮帶傳動(dòng)的為旋片真空泵，而把泵與電機(jī)直接連接或用聯(lián)軸器連接的稱為直聯(lián)旋片真空泵。在每種泵中，又有單級(jí)和雙級(jí)之分。在單級(jí)泵中，由于選用的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)不同，泵的極限壓力和用途也不同。

　　它們的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，使用方便，能從大氣壓力下起動(dòng)，可直接排人大氣，偏心質(zhì)量較小，維護(hù)簡(jiǎn)便，雙級(jí)泵的極限壓力為6×10-2～l×10-2Pa，一種單級(jí)泵可達(dá)4Pa左右，另一種單級(jí)泵為50～200Pa左右。

　　自1909年蓋德(W．Gaede)發(fā)明旋片泵并取得德國專利，1936年又發(fā)明氣鎮(zhèn)泵，1941年取得專利以來，旋片真空泵得到廣泛應(yīng)用和不斷完善。60年代末，國際上出現(xiàn)了提高轉(zhuǎn)速，直聯(lián)的小型化趨勢(shì)，70年代初出現(xiàn)了直聯(lián)系列產(chǎn)品，到80年代初，又推出了改進(jìn)的系列產(chǎn)品，有多種可供用戶選配的附件，可以保護(hù)泵，或保護(hù)環(huán)境，泵本身結(jié)構(gòu)也有改進(jìn)而使可靠性提高。

　　在泵的結(jié)構(gòu)方面，為了能在停泵時(shí)防止返油，有的設(shè)有能自動(dòng)切斷油路的止回閥，有的設(shè)有進(jìn)氣通道截止閥，有的為了能在泵開氣鎮(zhèn)運(yùn)轉(zhuǎn)突然停電時(shí)自動(dòng)切斷氣路來保持泵口處于真空狀態(tài)而設(shè)有油泵和控制結(jié)構(gòu)。在附件方面，有消霧器、氣味過濾器、阻擋碎玻璃等雜物用的人口過濾器、灰塵過濾器、蒸汽凝結(jié)阱、化學(xué)阱，有控制泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護(hù)泵的溫控水量調(diào)節(jié)閥。到了80年代末，90年代初，又推出了油過濾器、能監(jiān)視油溫、油壓、油質(zhì)等的電子顯示器，甚至可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)，進(jìn)行自動(dòng)控制，采用強(qiáng)制潤滑和風(fēng)冷，使泵的連續(xù)工作入口壓力達(dá)10kPa，甚至更高，同一臺(tái)泵的適用范圍因而更大。

　　雙級(jí)旋片真空泵，可以廣泛用于冰箱、空調(diào)機(jī)、燈泡、日光燈、瓶膽生產(chǎn)和電子、冶金、醫(yī)藥、化工、濾油機(jī)、印刷機(jī)械、包裝機(jī)等工業(yè)，可作為擴(kuò)散泵、羅茨泵、分子泵等的前級(jí)泵，供電子儀器、醫(yī)療儀器等配套和實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)用。由于直聯(lián)泵沒有皮帶摩擦的粉塵的污染，體積小、重量輕、材料節(jié)約、功能日趨完善，更被廣泛推廣應(yīng)用。

　　噪聲成因和降低措施

　　旋片泵的噪聲，通常指泵在溫度穩(wěn)定時(shí)，在極限真空下測(cè)得的噪聲級(jí)。它包括泵本身的噪聲和電機(jī)噪聲對(duì)用戶來說，還關(guān)心泵溫未穩(wěn)定時(shí)的起動(dòng)階段的噪聲和不同入口壓強(qiáng)下運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲，還有開氣鎮(zhèn)工作時(shí)的噪聲。因此。要考慮多種影響因素。

　　就發(fā)聲的部位來分，泵的噪聲有下列幾個(gè)可能方面：

　　(1)旋片對(duì)缸體的撞擊，泵殘余容積和排氣死隙中的壓力油的發(fā)聲；

　　(2)排氣閥片對(duì)閥座和支持件的撞擊；

　　(3)箱體內(nèi)的回聲和氣泡破裂聲；

　　(4)軸承噪聲；

　　(5)大量氣、油沖擊擋油板等引起的噪聲；

　　(6)其他。如傳動(dòng)引起的噪聲，風(fēng)冷泵的風(fēng)扇噪聲等。

　　(7)電機(jī)噪聲，這是至關(guān)重要的因素。

　　分述如下：

　　1)旋片對(duì)缸壁的撞擊。如果設(shè)計(jì)、制造或用料不當(dāng)，引起旋片滑動(dòng)不暢，或者由于存在排氣死隙，不可壓縮的油引起旋片頭部不能始終緊貼缸壁運(yùn)轉(zhuǎn)，就會(huì)引起旋片對(duì)缸壁的撞擊發(fā)聲。因此，宜采用園弧面分隔進(jìn)排氣口的結(jié)構(gòu)。用排氣導(dǎo)流槽消除死隙。在采用線分隔結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量縮短排氣終點(diǎn)到切點(diǎn)的距離，對(duì)于70L/s以下的旋片泵，考慮旋片的實(shí)際厚度，建議取7～lOmm，大泵取大值。過近時(shí)，由于轉(zhuǎn)子旋片槽的存在和旋片頭部只有一條狹帶接觸，旋片轉(zhuǎn)到切點(diǎn)位置時(shí)密封效果一旦不好，就會(huì)影響泵的抽速甚至極限壓力?？梢娺@種結(jié)構(gòu)不能完全消除排氣死隙,限制了降噪水平。

　　需要指出的是，旋片與槽的間隙過大會(huì)降低性能。因此，要保證合理的公差配合和形位公差值，注意旋片的熱膨脹，避免旋片與槽拉毛，注意油的冷油粘度，設(shè)計(jì)足夠的旋片彈簧力，在采用園弧面分隔時(shí)，轉(zhuǎn)子中心的附加偏心值不宜過大。不然，旋片經(jīng)過兩個(gè)園弧，會(huì)在交點(diǎn)處產(chǎn)生脫離缸壁趨勢(shì)，反而引起撞擊噪聲。一般小泵為0.20～0.25mm即可,大泵可適當(dāng)加大。

　　排氣死隙中的壓力油和殘余容積中的壓力油的發(fā)聲。泵到極限壓力時(shí)，兩處壓力油會(huì)在與真空腔室接通時(shí)高速射向真空腔室，與轉(zhuǎn)子、缸壁撞擊發(fā)聲。兩處容積的大小、位置與噪聲有關(guān)。

　　2)閥片對(duì)閥座和支持件的撞擊噪聲

　　吸入的氣體量大，泵的循環(huán)油量多，閥片噪聲就越大，閥跳高，閥的面積大，閥片噪聲也大，閥片材料也有一定影響。橡膠閥片的噪聲應(yīng)比鋼片或?qū)訅喊鍨楹?。為此，要?jié)制進(jìn)油量，閥片關(guān)閉要及時(shí)，要嚴(yán)密。注意閥的選材與結(jié)構(gòu)。

　　3)箱體內(nèi)的回聲和氣泡破裂聲氣量增大時(shí)，此項(xiàng)噪聲將增大。因此，開氣鎮(zhèn)時(shí)或通大氣時(shí)此項(xiàng)噪聲會(huì)明顯增大。如果氣鎮(zhèn)量可調(diào)，則可合理調(diào)節(jié)氣鎮(zhèn)量。

　　4)大量氣體和油排出時(shí)沖擊擋油板等零部件時(shí)發(fā)出的噪聲。如果零件剛性不足，或未緊固，產(chǎn)生振動(dòng)與碰撞，會(huì)使此項(xiàng)噪聲增大。因此擋油板不僅應(yīng)有足夠剛度并緊固，而且，在需與其他零件(如油箱)接觸時(shí)，利用夾橡膠的方法可避免振動(dòng)引起的碰撞噪聲，并改善擋油效果。