滑閥式真空泵的改進措施探討
滑閥式真空泵雖然是一種老泵，但與旋片式真空泵等比較，它具有允許工作壓力高(104Pa)、抽氣量大、能在較惡劣環(huán)境下連續(xù)工作，經(jīng)久耐用等突出優(yōu)點，所以在真空冶煉、真空干燥、真空浸漬、真空蒸餾等行業(yè)得到廣泛的應用。同時由于結(jié)構等方面的問題，又存在著急需解決和改進的問題：
1、滑閥泵的振動和噪音問題
滑閥泵運轉(zhuǎn)時的振動和操音較大，泵的振動影響真空系統(tǒng)的穩(wěn)定，縮短泵的壽命，并對環(huán)境造成污染。所以研制出振動噪音小的滑閥泵對于提高泵的質(zhì)量、擴大泵的應用有十分重要的意義。
滑閥泵的主要振動來自泵滑閥運動系統(tǒng)所產(chǎn)生的不平衡慣性力。解決的方法有以下幾個方面：
a、整體結(jié)構方面
滑閥泵可設計成立式結(jié)構或臥式結(jié)構。從發(fā)展趨勢看，臥式(即傾斜式)結(jié)構較合理。因為它具有結(jié)構緊湊、重心低的特點，有利于減小振動。
b、動平衡
通常采用加平衡輪并在皮帶輪上加不平衡重量來對偏心輪和滑閥的慣性力進行平衡減振。對泵滑閥運動系統(tǒng)進行動力分析和試驗表明滑閥桿的運動是影響泵振動大小的非常重要的因素，如泵已加平衡輪后。立式H-150A型泵因滑閥桿運動所產(chǎn)生的振動值占總振動值的2/3；臥式H-150型泵則占9/10。可以通過分析計算，然后在平衡輪上加配重的方法來平衡滑閥桿的慣性力。實踐證明，這種一種有效的減振方法。
c、采用機械減振裝置
對于高速泵和大泵，除采用平衡措施外，還可用機械減振的辦法來減小振動。例可用橡膠減振器，將減振器安裝在泵的底座上，靠橡膠來吸振。
d、泵缸數(shù)目的合理選擇與布置
滑閥泵有單缸、雙缸和三缸等結(jié)構。對于單缸、雙缸和等長三缸等結(jié)構的泵，均需在泵上另加平衡配重來平衡泵運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的慣性力與慣性力矩。而一種不等長三缸結(jié)構則從結(jié)構原理上鉸好地解決了滑閥泵的振動問題。
該結(jié)構布置型式如圖所示。
不等長三缸結(jié)構慣性力平衡圖
中間是一個長缸，兩側(cè)各為等長的短缸a三組滑閥用一根公共軸同時驅(qū)動，中間一組滑閥長度及重量雙倍于左右兩組滑閥。泵運轉(zhuǎn)時，兩組短滑閥和中間長滑閥之間始終保持著180°的相位差。長滑閥產(chǎn)生的慣性力為F，短滑閥的慣性力為F/2，因此慣性力和慣性力矩大小相等方向相反，三組滑閥可以通過自身的結(jié)構設置來保持力的平衡。使泵基本消除振動。
由于該結(jié)構泵運轉(zhuǎn)振動很小，所以泵的轉(zhuǎn)速可以大大提高，從而可減少泵的體積和重量。例如，抽速為150L/S的三缸滑閥泵的重量要比普通型H-150泵減輕30%。這種結(jié)構也為大抽速滑閥泵的開發(fā)創(chuàng)造了有利條件。美國Kinney公司制造的三缸自平衡結(jié)構滑閥泵的最大抽速已達367L/S。
2、提高容積利用率和轉(zhuǎn)速
若泵腔直徑不變，減小轉(zhuǎn)子直徑，則可以使泵的容積利用系數(shù)增大，使抽速在泵外形尺寸不變時加大。國外已經(jīng)設計出了行星式滑閥泵(如圖所示)。該結(jié)構把偏心轉(zhuǎn)子做成圓板狀，滑閥桿(滑片)裝在滑閥體的開口槽內(nèi)，另一端鉸接在泵體上使其能擺動。當泵工作時，電動機帶動圓板自轉(zhuǎn)，插在偏心孔內(nèi)的滑閥體跟著公轉(zhuǎn)，同時滑閥體又可沿滑閥桿(滑片)滑動。在旋轉(zhuǎn)過程中，滑閥體和泵腔內(nèi)壁始終保持一定的密封間隙，以實現(xiàn)抽氣、壓縮和排氣。
行星式滑閥泵結(jié)構簡圖
行星式滑閥泵與體積和轉(zhuǎn)速相等的其它滑閥泵比較，由于滑閥體尺寸小，抽速可增加一倍。同樣也可相應地提高泵的轉(zhuǎn)速。但由于滑閥桿在這種結(jié)構中擺動很大，所以目前該結(jié)構只宜于小型泵。
由于滑閥泵的材料、振動、噪音等一系列問題尚待解決和完善，因此影響了泵轉(zhuǎn)數(shù)的進一步提高。高轉(zhuǎn)數(shù)(可達1000r/min)目前僅限于抽速為40L/S以下的小型泵。
3、抽除可凝性氣體的措施
近年來，隨著真空應用范圍越來越廣泛，在真空干燥、真空浸漬、真空脫水、真空冶煉等行業(yè)用滑閥泵抽除氣體都含有大量水蒸汽。如果在真空泵中不能及時排除，就會污染真空泵油，造成真空泵抽氣性能降低。盡管在泵上設置了氣鎮(zhèn)閥，認可降低泵的極限真空，用氣鎮(zhèn)方法抽除可凝性氣體，但對于真空干燥、脫水、煉泥等水蒸汽含量高的抽氣過程來說，用氣鎮(zhèn)方法并不理想，一般有以下方法可試用：
a、滑閥泵與冷凝器配套使用
目前國內(nèi)多數(shù)廠家采用這一方案。原理是將冷凝器串接在泵與被抽容器之間，把真空工藝設備中的大量水蒸汽用冷凝器捕捉成水，從而減少水蒸汽進入真空泵中的數(shù)量、降低泵油污染程度。如果適當調(diào)節(jié)冷凝器出口閥門流量和充分發(fā)揮真空泵上的氣鎮(zhèn)閥作用，可以取得較好的抽氣效果。
b、變滑閥泵為熱泵
根據(jù)水的物理特性及相圖原理，可將滑閥式真空泵改成熱泵。這樣，可在較高泵腔溫度條件下，抽除大量可凝性水蒸汽。其工作原理如下：用一套自動溫度調(diào)節(jié)控制器，通過自動控制泵的冷卻水流量來達到控制泵腔溫度的目的。使得在抽氣過程中，泵腔的溫度始終控制在高于水的飽和蒸汽壓溫度，促使被抽氣體中的大量水蒸汽能順利排出。
為避免出現(xiàn)由于泵腔內(nèi)溫度較高，泵長期工作可能會出現(xiàn)的泵油變稀、真空度下降、運轉(zhuǎn)零部件卡死等現(xiàn)象，在設計中可采用耐高溫的泵油(如N-62或N-68)和耐高溫軸承。加大運轉(zhuǎn)零部件的間隙等。
