普旭爪式泵是一種基于變容原理的旋轉式機械真空泵,其核心結構由多級爪型轉子串聯(lián)組成,通過(guò)轉子與泵腔內壁的間隙配合實(shí)現無(wú)接觸、無(wú)摩擦的氣體壓縮與傳輸。該泵型憑借其清潔抽空、高真空度及適應復雜工況的特性,在工業(yè)領(lǐng)域占據重要地位。
爪式泵采用兩軸對稱(chēng)布局,每級泵腔內配置一對共軛嚙合的爪型轉子,轉子型線(xiàn)由擺線(xiàn)與圓弧復合構成,確保轉子間及轉子與泵腔內壁保持微米級間隙(通常10-50μm)。這種設計使轉子在旋轉過(guò)程中無(wú)需潤滑,避免了油污染風(fēng)險。泵腔通常分為四級,第一級為吸氣級,容積較后續三級更大,形成級間壓縮梯度。轉子由同步齒輪驅動(dòng),相位差固定,確保轉子對反向旋轉時(shí)形成動(dòng)態(tài)密封腔。
1、泵頭
這是爪式泵的核心工作單元,負責產(chǎn)生真空。
泵殼體:
構成密閉的泵腔,通常由鋁合金或鑄鐵制成,外部有散熱筋以增強散熱。
轉子:
數量:一對(兩個(gè))。
形狀:呈“爪”形或多邊形(常見(jiàn)為2-4個(gè)爪),表面通常進(jìn)行特殊涂層處理(如特氟龍Teflon、DLC類(lèi)金剛石等)以提高耐磨性和耐腐蝕性。
運動(dòng)方式:在泵腔內無(wú)接觸、同步反向旋轉(依靠同步齒輪驅動(dòng))。轉子之間及轉子與泵腔壁之間保持微小間隙(μm級),無(wú)需潤滑油密封。
功能:通過(guò)旋轉改變泵腔容積,實(shí)現氣體的吸入、封閉、壓縮和排出。
進(jìn)氣口:
位于泵頭一側,連接真空系統,將待抽氣體吸入泵腔。
排氣口:
位于泵頭另一側,將壓縮后的氣體排出。通常連接消音器或排氣管路。
2、同步齒輪與傳動(dòng)系統
功能:確保兩個(gè)轉子以精確的相位差(通常為90°或180°)同步反向旋轉,避免轉子間發(fā)生碰撞。
組成部分:
同步齒輪:安裝在兩個(gè)轉子軸的外端,精密?chē)Ш?。通常浸在潤滑油中(注意:此潤滑油僅用于齒輪潤滑,不進(jìn)入泵腔,故仍為“干式”泵)。
軸承:支撐轉子軸,保證旋轉精度。常用高精度滾動(dòng)軸承。
軸封:防止泵腔內的氣體或齒輪箱的潤滑油泄漏。常用機械密封或迷宮密封。
3、齒輪箱與潤滑油系統
功能:容納同步齒輪,并提供潤滑油進(jìn)行潤滑和冷卻。
特點(diǎn):
與泵腔完q隔離,潤滑油不會(huì )進(jìn)入真空室,保證了“無(wú)油”特性。
內部潤滑油對齒輪和軸承進(jìn)行潤滑,減少磨損,延長(cháng)壽命。
需定期檢查油位和油質(zhì),按要求更換潤滑油。
4、電機
功能:提供動(dòng)力,驅動(dòng)轉子旋轉。
類(lèi)型:通常為標準三相異步電機或變頻電機。
連接方式:
直聯(lián)式:電機軸通過(guò)聯(lián)軸器直接連接泵軸,結構緊湊,效率高,是主流設計。
皮帶傳動(dòng)式:通過(guò)皮帶減速,可降低轉子轉速,但結構較復雜,有皮帶磨損問(wèn)題。
5、中間隔板(Intermediate Plate)-(多級爪泵)
功能:在多級爪式泵中使用。將泵腔分隔成多個(gè)級(Stage)。
作用:
實(shí)現多級壓縮。第一級粗抽,后續各級進(jìn)一步壓縮,從而獲得更高的真空度(可達0.1~1 Pa)。
在級間設置級間通道,引導氣體從低壓級流向高壓級。
內置級間安全閥或溫控旁通閥,防止因壓縮熱導致過(guò)熱。
6、排氣閥(Discharge Valve)/止回閥
功能:
允許壓縮氣體從泵腔排出到大氣。
在泵停機時(shí)自動(dòng)關(guān)閉,防止大氣倒灌入泵腔和真空系統,保護系統真空度。
類(lèi)型:常為彈簧加載的盤(pán)式閥或膜片閥。
7、冷卻系統
重要性:氣體在壓縮過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生熱量,有效散熱是保證泵穩定運行的關(guān)鍵。
方式:
風(fēng)冷(Air Cooling):最常見(jiàn)。泵殼體帶有散熱片,依靠電機帶動(dòng)的風(fēng)扇強制通風(fēng)冷卻。
水冷(Water Cooling):用于大功率或連續高負荷運行的泵。在泵殼體或中間隔板內設計冷卻水道,通循環(huán)冷卻水降溫。
8、控制與監控系統
功能:保障泵的安全、智能運行。
傳感器:
溫度傳感器:監測泵頭、電機、潤滑油溫度,防止過(guò)熱。
壓力傳感器:監測進(jìn)氣口壓力,可用于啟??刂苹蚬收显\斷。
振動(dòng)傳感器(高d型號):監測運行狀態(tài)。
控制系統:
可集成PLC或控制器,實(shí)現自動(dòng)啟停、故障報警、數據記錄等功能。
支持與上位機或工廠(chǎng)管理系統通信(如Modbus,Profibus)。
9、消音器
功能:安裝在排氣口,降低排氣噪聲。
原理:通過(guò)內部多孔結構或膨脹腔吸收聲能。
10、底座與減震裝置
功能:
支撐整個(gè)泵體,保證安裝穩固。
內置橡膠墊或彈簧減震器,減少泵運行時(shí)的振動(dòng)傳遞到基礎或管道。