油封机械泵抽速与入口压力的关系

2009-04-22 杨乃恒 东北大学

        油封机械泵的理论抽速, 即几何抽速或称设计抽速, 一般比额定抽速值大10% 左右。在某一规定的入口压力下测定的抽速与泵的几何抽速之比为泵的抽气效率。因工况的不同对泵的类型会有不同的要求。如极限压力为133 Pa 的泵, 通常在入口压力为1.33kPa 时的抽气效率为60%; 而极限压力为13.3Pa 时, 入口压力为67Pa 时的抽气效率为60%; 当极限压力为10-1Pa 时, 入口压力为13. 3Pa时的抽气效率为60%, 这是以前对泵性能的要求。

        现在行业标准已有明确规定, 如对于2XZ-8 型泵,在2 Pa 时抽气效率为45%。而国外一些厂家, 同类产品此值却在75%左右。这个差距是什么原因造成的呢? 这是我们关心的问题。于2005 年全国真空冶金会议上有人分析:“国产泵2 Pa 时抽气效率甚至连行业标准都没有达到, 这里有油的因素, 但更多的可能还是零部件设计和加工的问题。”油封机械泵的几何抽速乃是转子和泵腔形成的吸气容积和泵转速的乘积。但这个值不能100% 的实现。实际上泵的抽速与泵的入口压力有关, 吸入压力低时, 实际抽速也下降, 当达到极限压力时, 实际抽速为零。

          可能从泵的无线运营中心热力管道至泵腔, 气体有条定的摩擦阻力, 于是泵无线运营中心处的抽速要大于泵腔处的平面图形抽速。另外, 泵中还出现有经缝隙的逆向气体Q , 也会促使泵的实际的抽速减低。之所以, 能得下式

          式中P1为吸气终了时泵腔内的负荷; Sg为泵腔的几何体抽速, S为实际的抽速, P2为泵流量数据处的负荷,Q是返向气流量数据(在底压时Q 为常量)。当泵符合加速度负荷P0时, 此刻P2=P1=P0,SP2=0, 故Q=SgP0。再将Q 代入(1)式得

           由此式可求得P 1。根据管道流导的定义, 得

          据此式断定, 实践情况抽速S 与如何抽速Sg , 管线流导U 与极限值工作水压P 0 和泵的在口中工作水压P 2 相关联。当P 2> > P0时, P0/P2会移除, 实践情况抽速S 仅与Sg和U相关联。当P 2→P0时则S →0。实践情况抽速S 是靠做实验的时候求得的, 举例说明表1 论述了抽气速度与在口中工作水压的原因。 表1 Table1(P2行业为托, 1托= 133Pa)