普旭爪式泵是一种基于变容原理的旋转式机械真空泵,其核心结构由多级爪型转子串联组成,通过转子与泵腔内壁的间隙配合实现无接触、无摩擦的气体压缩与传输。该泵型凭借其清洁抽空、高真空度及适应复杂工况的特性,在工业领域占据重要地位。
爪式泵采用两轴对称布局,每级泵腔内配置一对共轭啮合的爪型转子,转子型线由摆线与圆弧复合构成,确保转子间及转子与泵腔内壁保持微米级间隙(通常10-50μm)。这种设计使转子在旋转过程中无需润滑,避免了油污染风险。泵腔通常分为四级,第一级为吸气级,容积较后续三级更大,形成级间压缩梯度。转子由同步齿轮驱动,相位差固定,确保转子对反向旋转时形成动态密封腔。
1、泵头
这是爪式泵的核心工作单元,负责产生真空。
泵壳体:
构成密闭的泵腔,通常由铝合金或铸铁制成,外部有散热筋以增强散热。
转子:
数量:一对(两个)。
形状:呈“爪”形或多边形(常见为2-4个爪),表面通常进行特殊涂层处理(如特氟龙Teflon、DLC类金刚石等)以提高耐磨性和耐腐蚀性。
运动方式:在泵腔内无接触、同步反向旋转(依靠同步齿轮驱动)。转子之间及转子与泵腔壁之间保持微小间隙(μm级),无需润滑油密封。
功能:通过旋转改变泵腔容积,实现气体的吸入、封闭、压缩和排出。
进气口:
位于泵头一侧,连接真空系统,将待抽气体吸入泵腔。
排气口:
位于泵头另一侧,将压缩后的气体排出。通常连接消音器或排气管路。
2、同步齿轮与传动系统
功能:确保两个转子以精确的相位差(通常为90°或180°)同步反向旋转,避免转子间发生碰撞。
组成部分:
同步齿轮:安装在两个转子轴的外端,精密啮合。通常浸在润滑油中(注意:此润滑油仅用于齿轮润滑,不进入泵腔,故仍为“干式”泵)。
轴承:支撑转子轴,保证旋转精度。常用高精度滚动轴承。
轴封:防止泵腔内的气体或齿轮箱的润滑油泄漏。常用机械密封或迷宫密封。
3、齿轮箱与润滑油系统
功能:容纳同步齿轮,并提供润滑油进行润滑和冷却。
特点:
与泵腔完q隔离,润滑油不会进入真空室,保证了“无油”特性。
内部润滑油对齿轮和轴承进行润滑,减少磨损,延长寿命。
需定期检查油位和油质,按要求更换润滑油。
4、电机
功能:提供动力,驱动转子旋转。
类型:通常为标准三相异步电机或变频电机。
连接方式:
直联式:电机轴通过联轴器直接连接泵轴,结构紧凑,效率高,是主流设计。
皮带传动式:通过皮带减速,可降低转子转速,但结构较复杂,有皮带磨损问题。
5、中间隔板(Intermediate Plate)-(多级爪泵)
功能:在多级爪式泵中使用。将泵腔分隔成多个级(Stage)。
作用:
实现多级压缩。第一级粗抽,后续各级进一步压缩,从而获得更高的真空度(可达0.1~1 Pa)。
在级间设置级间通道,引导气体从低压级流向高压级。
内置级间安全阀或温控旁通阀,防止因压缩热导致过热。
6、排气阀(Discharge Valve)/止回阀
功能:
允许压缩气体从泵腔排出到大气。
在泵停机时自动关闭,防止大气倒灌入泵腔和真空系统,保护系统真空度。
类型:常为弹簧加载的盘式阀或膜片阀。
7、冷却系统
重要性:气体在压缩过程中会产生热量,有效散热是保证泵稳定运行的关键。
方式:
风冷(Air Cooling):最常见。泵壳体带有散热片,依靠电机带动的风扇强制通风冷却。
水冷(Water Cooling):用于大功率或连续高负荷运行的泵。在泵壳体或中间隔板内设计冷却水道,通循环冷却水降温。
8、控制与监控系统
功能:保障泵的安全、智能运行。
传感器:
温度传感器:监测泵头、电机、润滑油温度,防止过热。
压力传感器:监测进气口压力,可用于启停控制或故障诊断。
振动传感器(高d型号):监测运行状态。
控制系统:
可集成PLC或控制器,实现自动启停、故障报警、数据记录等功能。
支持与上位机或工厂管理系统通信(如Modbus,Profibus)。
9、消音器
功能:安装在排气口,降低排气噪声。
原理:通过内部多孔结构或膨胀腔吸收声能。
10、底座与减震装置
功能:
支撑整个泵体,保证安装稳固。
内置橡胶垫或弹簧减震器,减少泵运行时的振动传递到基础或管道。