油封式旋片真空泵的油循环和排气阀结构的改造

2009-03-13 蒋飞广东真空设备厂股份公司

近几年来油封式旋片真空泵在吸塑、排气造型、脱气、负压吸送以及冶炼、化工、食品等行业的应用得到了飞速发展, 特别是在吸塑、排气造型、脱气、单晶硅材料制造等发展迅猛。这些行业应用油封式旋片真空泵最显著的特点有:

(1) 泵极限分压力1Pa左右;

(2)被抽介质含有比较多的可凝性气体(水蒸汽、挥发剂、凝固剂等) ;

(3)含有灰尘、杂质, 且有些杂质与油混合后易沉淀凝结;

(4)真空泵常工作在高压强状态。

这些情况, 使得一般的油封式旋片真空泵的油介质极易被污染、乳化而失效, 还会引起油孔堵塞和排气阀损坏等, 从而造成泵油的浪费、泵维修率增高甚至泵损坏, 给用户造成重大的成本负担。如果改用其他类型的真空泵, 如滑阀泵、水环泵、油环泵或干泵等, 则要么出现同样的结果, 要么性能满足不了要求或成本承受不起。针对以上情况, 我们对一般油封式旋片真空泵的油循环结构和排气阀结构进行了重大的改进, 并推向市场, 已被广泛应用于以上恶劣介质环境的各行各业, 取得了显著的经济效益和社会效益。

油循环结构的改进

现有的一般油封式旋片真空泵的油从排气阀排出后又再次直接进入泵腔, 当泵停止时, 油极易返入泵腔造成下次起动困难和油路堵塞, 特别是当油被被抽介质污染后直接进入泵腔, 这种情况就更严重了。而且, 被污染的油直接参与工作亦会影响泵的性能。为此, 我们在油循环结构上进行了重大改进。改进后的结构示意图如图1。

图1 中油将沿以下线路参与工作:

油与被抽介质→排气阀1→小油箱2→分离式排气帽3→主油管4→回油管5→副油箱6→过滤器7→阀8→进油管9→分油腔10→端盖、泵腔11

从排气阀排出的被抽介质和油经过分离式排气帽时, 气体和一部分蒸汽由排气口12 排出, 灰尘、杂质及被污染的油沉入主油箱底部后, 通过回油管流入副油箱; 经过分离、沉淀, 乳化后油、水、灰尘杂质沉入副油箱底部由排放阀13 定期放出, 而相对干净的油则由设于副油箱中上部的过滤器过滤后进入与泵联动的阀门, 再经进油管进入分油腔后供给端盖和泵腔工作。阀门与泵联动, 即泵工作时, 阀门启动, 油路口打开充气口关闭; 泵停止时,阀门油路口关闭, 同时充气口打开, 大气从进气口经进油管向泵腔充气而破坏泵腔内真空, 使泵油无法进入泵腔。

11 排气阀　21 小油箱　31 分离式排气帽　41 主油箱　51 回油管　61 副油箱　71 过滤器　81 阀　91 进油管　101 分油腔　111 泵腔　121 排气口　131 排放阀

图1　油循环结构理图

排气阀结构的改进

现有的排气阀一般采用如图2 或图3 所示结构。

图2　一般的排气阀结构图a

这两结构最大的缺点是: a 当泵长期抽除高压强气体时, 图2、3 中的酚醛压板和弹簧钢片频繁处于极限受力状态, 很容易变形失去弹性甚至断裂。而图2 中的耐油橡胶阀片也极易被被抽介质腐蚀变形和引起老化; b排出的介质作用于排气阀片上偏离阀固定螺栓, 频繁周期的偏心极限冲击, 很容易使螺栓松动。这样, 不仅造成泵性能下降和维修率增高,而且泵油极易从排气口返回入泵腔, 引起启动困难。

图3　一般的排气阀结构图b

通过改进后的排气阀结构如图4, 共设两组。一组为高弹簧力的大排气阀, 供大气压～103Pa 压强范围内与小排气阀一起排气; 另一组为低弹簧力的小排气阀供当压强低于103Pa 时排气, 以降低极限压强。从排气阀结构图可看出, 从泵腔排出的被抽介质作用在金属排气阀片的作用力是均匀的, 且阀片的行程被阀体限制。因此, 经过特殊热处理的排气阀片的有效使用期将远远超过图2、3 中所示的排气阀片。同时, 排气阀片与排气阀座的接触面均经过特殊加工, 在弹簧预紧力的作用下, 其对油的密封性是非常好的。而且, 作用在排气阀固定螺栓上的作用力是对称的, 螺栓松动的可能性很小。