內壓縮干式螺桿真空泵關鍵技術研究.pdf

1、干式螺桿真空泵是一種真空獲得設備。近年來，真空泵的發(fā)展愈來愈受到應用場合的限制，傳統(tǒng)的真空系統(tǒng)無法滿足清潔無油及耐腐蝕的要求，逐漸被無油清潔的真空獲得系統(tǒng)所代替，干式螺桿真空泵就屬于這類無油、干式運行的真空泵，其中內壓縮螺桿真空泵可以大幅降低驅動能源，隨著我國對節(jié)能環(huán)保要求的提升，能夠實現(xiàn)干式運行和節(jié)能的內壓縮干式螺桿真空泵已成為發(fā)展趨勢。螺桿真空泵屬于非接觸型干式泵，核心元件是一對帶嚙合間隙的螺桿轉子，成對螺桿性能直接影響整臺螺桿真空

2、泵的工作性能和競爭力，目前缺乏螺桿齒形設計方法和可靠的真空泵工作特性計算方法，因此對成對螺桿結構、真空泵的工作特性進行理論和試驗研究，為干式螺桿真空泵的研發(fā)提供理論基礎和設計依據(jù)，具有重要的實用價值和理論意義。
　　本論文首先在積極借鑒、吸收相關理論和研究成果的基礎上，展開了螺桿真空泵螺桿齒形和工作特性的研究，提出了密封型螺桿轉子端面型線設計方法、三段式漸變和自平衡內壓縮螺桿轉子齒形的設計方法；然后，進行了螺桿真空泵的通道模型研究

3、，遵循質量守恒定律，提出了基于孔徑流量系數(shù)法的螺桿真空泵的工作特性計算方法，并展開了螺桿真空泵工作特性仿真與試驗方法研究；最后，結合螺桿真空泵的仿真與試驗結果，設計與開發(fā)了少級數(shù)內壓縮螺桿真空泵。論文主要的研究內容和結果如下：
　　第一章，闡述了論文的研究背景、目的和意義；綜述了干式螺桿真空泵螺桿轉子齒形、真空泵工作特性國內外研究現(xiàn)狀、存在的問題和發(fā)展趨勢，提出了論文的研究思路和主要研究內容。
　　第二章，分析了現(xiàn)有最常用的

4、四種螺桿端面型線，揭示了其密封特性及優(yōu)缺點；建立了螺桿轉子共軛端面型線的設計方法，可針對任意曲線構成的雙螺桿轉子型線進行設計，對現(xiàn)有型線不足展開分析與改進；根據(jù)螺桿端面型線設計準則，建立了嚴格密封型螺桿型線，為建立成對螺桿嚙合模型以及內壓縮螺桿奠定基礎。
　　第三章，揭示了現(xiàn)有各類內部壓縮螺桿真空泵工作特性；提出了三段式平滑過渡的內壓縮螺桿轉子設計方法，設計了一種少級數(shù)、三段式內部壓縮體積漸進式變化的螺桿轉子；構建了一種自平衡的內

5、部壓縮螺桿轉子模型，建立了自平衡螺桿轉子優(yōu)化設計模型；為螺桿真空泵通道類型比較分析和少級數(shù)內壓縮螺桿真空泵研究奠定基礎。
　　第四章，基于基本假設和質量守恒定律，提出了等熵流動的孔徑流量系數(shù)法計算質量流，建立了螺桿真空泵通道質量流計算模型；構建了螺桿真空泵通道模型，建立了工作型腔室的連接拓撲關系，提出了四種通道間隙最小縫隙面積計算方法；構建了離散化、多級螺桿真空泵密封型漩渦模型，建立了穩(wěn)定狀態(tài)下，多級螺桿真空泵工作特性計算模型。<

6、br>　　第五章，依據(jù)螺桿真空泵工作特性計算模型，計算了不同壓力下的抽氣速率和對應消耗的功率；依據(jù)測試標準，制定了螺桿真空泵工作特性測試方案，并根據(jù)測試方案測試了真空泵的工作特性；比較發(fā)現(xiàn)仿真值與工程值比較吻合，達到預期效果。
　　第六章，針對影響工作特性的因素，設計與開發(fā)了三段漸變式和自平衡螺桿內壓縮真空泵，分別仿真和測試并繪制了兩種螺桿真空泵的抽速、消耗功率與入口壓力的曲線。兩種泵抽氣效率達85％以上，在10000Pa以下工作