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涡旋真空泵的基本原理

       涡旋真空泵对于维持滤油机真空分离室的真空度以及提高真空滤油机整机性能等方面具有重要意义。对涡旋真空泵的理论研究,尤其是抽气性能以及结构参数的研究,是必须面对的关键问题。涡旋真空泵是依靠两对涡旋盘上的涡旋齿相互啮合,引起月牙形腔的容积不断变化来实现气体的抽取。其啮合原理如图1所示。
       通常将基本参数(涡旋齿的齿高,齿厚,节距)相同、相互啮合的两对涡旋盘,相错布置,对插在一起并保持180°相位差,同时使两者的基圆圆心保持R的距离,即可在两对涡旋盘之间形成多对月牙形工作腔。动涡旋盘在偏心轴的推动下,其基圆圆心会绕着静涡旋盘的基圆圆心作半径为R的圆周运动,随着动涡旋盘的公转平动,这些密闭月牙形腔的容积会连续地增大和缩小,从而完成吸气、压缩和排气的工作循环。很多涡旋型线都能够实现啮合,但鉴于圆渐开线的理论成熟且易于加工,目前涡旋真空泵的型线一般都采用圆的渐开线,通过型线修正,可以分别得到涡旋齿的内、外壁型线。
       涡旋真空泵的抽气速度只与发动机的转数和最外层月牙形工作腔的体积有关。一般采用非对称的等壁厚型线设计涡旋真空泵的涡旋齿,且涡旋齿高度相等。因此要计算月牙形工作腔的体积,只需考虑沿齿高方向上的任意截面面积即可,下面将着重计算最外层外侧月牙形工作腔和最外层内侧月牙形工作腔的截面积。基于真空滤油机的工作特性与涡旋机械基本理论,本文对涡旋真空泵的抽气特性主要是抽气速度做了初步研究。
       通过建立涡旋真空泵的理论抽速模型,计算月牙形工作腔的腔体容积,最终得出理论抽速的计算公式,并对涡旋真空泵结构参数的选取做了初步介绍,对涡旋真空泵的设计具有重要意义。在整个分析计算过程中所得出的结果完全基于理想状态,并没有考虑真空泵抽气反流的因素以及摩擦泄露等问题的影响。而对涡旋真空泵结构参数的进一步研究,依然是设计涡旋真空泵的关键问题,在以后的工作中需进一步完善。