TrivacC工作原理概述•TrivacC是一种油封式,双级、直联、风冷旋片真空泵•在德国设计,基于莱宝的TRIVACA泵的改进产品(目前有超过十万台的A泵在世界各地运转)。C泵由莱宝公司在中国天津的独资子公司生产,其高效、可靠、低噪音及易维护的设计,不仅在制冷、冰箱、空调、照明、彩管等行业得到广泛使用,而且也使用于实验室及科研场所。•它的工作压强范围为1000mbar~4x10-4mbar•它可以单独使用,也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前极泵•它可以抽除密封容器中的干燥气体。因附有气镇装置,还可以抽除一定量的可凝性气体。但它不适于抽除含氧量过高的、有爆炸性的、对金属有腐蚀性的、对泵油会起化学反应的以及含有颗粒尘埃的气体•泵头与电机由一个弹性连轴器连接,类似于国内的2X-Z。•油的供给靠压差来控制,达到轴承、叶片的润滑及泵腔的密封、冷却。油品由低真空腔的进油铜嘴进入泵腔,便于油品的脱气、净化。概述•当停泵后,防返油阀会自动封闭进气口,对被抽容器保压(10~100Pa,保持2小时左右,视泵阀清洁程度而定。)还可以防止油蒸汽对被抽容器造成污染。该动作由安装在泵轴上的离心开关来控制,停泵向泵腔内充大气还可以保证下次顺利启动。如果没有向泵腔冲入大气,在压差的作用下,油将被挤如泵腔,下次启动时,泵所配的电机功率难以带动,造成电机“憋机”。•关键部件来自德国----叶片,密封圈,轴封、垫片、阀片,离心开关、油、弹性联轴体等。叶片靠自身高速旋转产生的离心力与泵腔接触,完成抽排气工作。没有使用弹簧,增加了可靠性。叶片材质选用复合材料(玻璃纤维、酚醛树脂等材料),性能可靠,符合环保要求。外观图(连接口及控制件)1.注油口2.进气口3.气镇阀4.排气口5.电源接线盒6.放油口7.油位指示器工作原理图1.泵缸体2.转子3.定位销4.进气通道5.通气/隔离阀(防返油阀)6.尘粒过滤网7.进气口8.气镇阀帽9.排气口10.二次空气注入口(消音孔)11.油过滤器12.排气阀13.排气通道14.气镇通道15.注油口16.叶片抽气过程•抽气过程分为吸气→气体密闭被压缩→排气参照双旋片泵•双旋片与三旋片的区别:双旋片:每转一周吸排气各两次三旋片:每转一周吸排气各三次工作原理说明•TrivacC泵是油封式旋片真空泵,驱动电机与泵主体直接用法兰连接,泵与电机的轴由弹性联轴器直接连接,在联轴器上装有风扇,通过冷却孔隙使联轴器周围即使在极端的条件下仍保持较低的温度,所有轴承均为油润滑的滑动轴承。•泵主体由用O圈密封的部件组装而成,所有部件均用定位销连接以便于拆卸,泵体很易卸下且不需要专用工具。转子2偏心地装在泵体1内,由三个径向滑动的叶片16将泵腔分隔成数个空间,每个空间的容积随着转子的旋转而周期性的变化。•气体从进气口7被吸入,通过尘粒过滤网6和开启的通气/隔离阀5进入泵腔。在泵腔中气体被传送,当入口处被叶片16封闭后气体被传送和压缩。在15处,油被吸入泵腔中;一方面,它起到泵壁与叶片端面间的密封与润滑作用,另一方面还起到叶片16在转子中的密封与润滑作用。工作原理说明•在泵腔中,气体被压缩后通过排气阀12排入大气中,压缩气体中夹带的油收集在油过滤器11中;它不仅过滤油,而且还过滤机械杂质。送入被称为“气镇”的二次空气用以防止蒸汽凝聚在泵腔中。在压缩开始时,打开气镇阀注入一定量的气镇气体,以确保泵抽除水蒸气压力达到技术参数的要求。开启或关闭气镇阀由转动气镇阀帽8来实现。通常在泵运转于极限压强下会出现油撞击声,这种噪音可由在10注入很小量的二次空气来消音。•当泵停止时,泵轴上的离心开关开启放空通道,将大气空气送入通气/隔离阀的活塞下,使通气/隔离阀的阀盘压住进气口,将通向真空容器的管道封闭,并将空气放入泵中。泵上的油位观察窗便于检查油位,供应的标准泵型备有单相或三相交流电机两种。技术参数讨论•极限真空(与泵温的关系)•泵在开始工作不久时,由于泵温达不到正常的工作温度,首先出现一个最低压强Pg'。继续运转,压强稍有回升到Pg。这是由于泵温升高,泵油的饱和蒸汽压上升及油的粘度下降之故。如下图所示Pg为泵所获得的稳定的最低压强,即泵的极限真空。T(时间)P(Pa)PgPg’1000mbar技术参数讨论•极限真空(与真空计的关系)•极限真空的测定值,根据测定时使用真空计的种类不同而异。一般使用压缩式真空计(或称麦式计)来测定泵的极限真空度。如果使用热传导真空计(如热偶计或皮氏计),测量的结果要比压缩式真空计测得的结果低一个数量级左右。•因为被抽气体是由永久性气体和可凝性气体两部分组成的,而压缩式真空计只能测出永久性气体的分压强,通常测不出可凝性气体的分压强(或测出值很小),热传导真空计能测出永久性气体和可凝性气体的分压强之和(即全压强),所以压缩式真空计测得的压强值低(即真空度高)。泵油的作用及性能要求•作用:1、密封---防止大气进入排气阀、有相对运动零件间间隙密封(转子与定子,旋片与转子槽)。2、润滑---相对运动件间的润滑。3、冷却---油在泵内与油箱间循环,散热、冷却。4、液体活塞---填充有害空间.•性能要求:1、饱和蒸汽压要低,易挥发成分要少。2、要有一定粘度,且随温度变化小(粘度温升曲线平滑)。3、抗腐蚀、抗氧化、化学性能稳定。4、不能与水反应。影响极限真空的因素•极限真空(与油量的关系)油量和极限真空也有一定的关系。油循环量与极限真空之间存在有下图所示的曲线ABC的特性,并指出获得最佳的极限真空所需的最适当的油循环量(在B点)。ADCBGFEPBQBP0油量极限压强影响极限真空的因素•极限真空(与油量的关系)上图特性的物理意义:油封式机械泵是靠油膜来密封的,如果油合乎要求,则随着油量的增多密封的效果就越可靠,其极限真空与油量的关系应按DE曲线变化,最终达到油的饱和蒸汽压P0。但实际上使用的泵油,吸收了大量的空气和水分,而这种泵油进入泵腔后,吸收在油中的空气和水分又放出到泵腔内,因而油量的增加就意味着放出的气体量增多,极限压强就会因此而上升,变成图上FG曲线那样。所以,实际的油封机械真空泵的极限压强要将这两条曲线结合起来。,构成曲线ABC的形状。在B点给出了极限压强最低值PB时油量的最佳值QB。影响极限真空的因素•极限真空(有害空间的存在)有害空间:转子与泵腔的接触点到排气口之间的尖角地带,藏在这里并处于排气压强下不能被旋片推出泵腔之外的气体,常被旋片通过间隙挤到吸入腔内,因而降低泵的极限真空。旋片与转子、旋片与泵腔的接触点,这里的气体会因为压差的原因影响泵的极限真空。真空泵油的作用就是填充有害空间以消除其对极限真空的影响。影响极限真空的因素•其它因素零件的加工精度等可见影响极限真空的因素很多,有些也很难精确控制。故产品出厂前要逐台检验,而且要经过一段时间的跑和运转,使其真空度稳定。每台TrivacC在出厂前要经过16个小时的跑和,并测量极限真空、防返油阀功能、泵温、是否漏油等。中间辅助排气阀的设定在双级泵中,若高真空级与低真空级之间是不等腔的结构(只是泵腔长度不同),则需在两级中间通道上设置辅助排气阀。原理图:设定中间辅助排气阀的原因举例说明:假设高真空级泵腔容积V1为低真空级泵腔容积V2的四倍,由于是同轴旋转,故高真空级的抽速S1为低真空级抽速S2的四倍。由气体流量连续性方程可知:P1S1=P2S2,又因S1/S2=4,所以P2/P1=4。由此看出,当高真空级吸入压强P1为大气压时,其排气压强P2可达4个大气压,此时真空泵就变成压气机了。由于真空泵配用的电机功率比压缩机小,因而工作困难。在两级中间通道上设置中间辅助排气阀,当压强P2高于大气压强时,推开中间排气阀片进行排气,使通道内压强永远不高于大气压强。当吸气压强较高时,大部分气体经中间辅助排气阀排到大气中,小部分由低真空抽走。随着吸气压强的降低,经中间辅助排气阀排气逐渐减小,,当吸入压强P1压缩到使P2≤大气压时,则中间辅助排气阀将自动关闭不再起作用了。对于小旋片泵,多做成等腔结构即V1/V2=1,因此就不必设置中间辅助排气阀了。气镇的原理•气镇法又称掺气法,是防止蒸气凝结从而避免油污染的有效方法。这种方法是将一股经过控制的气流(通常是室温干燥的空气)经气镇孔进入泵的压缩腔中,让这股气流在压缩过程中与被抽蒸气相混,形成蒸气和空气的混合物。把这种混合物压缩到排气压强时,使蒸气分压强能保持在泵温状态的饱和蒸气压以下,因而蒸气不会凝结。这时推开排气阀,蒸气与其它气体一起被排至泵外。被抽气体中蒸气的含量越多,掺入的干燥气体量就要越多。TrivacC极限真空的测定及合格标准•全压强:CTR90电容薄膜规+DM21显示器开气镇Pul≦6E-3mbar关气镇Pul≦3E-3mbar•分压强:ITR100热阴极溅射离子计(B-A规)+IT23显示器+液氮冷阱关气镇Pul≦4E-4mbar技术参数技术参数TrivacC爆裂图(以D8C为例)TrivacC供油装置•TrivacC经压差供油,由低真空级的进油嘴进油。TrivacC设计特点•泵内置了锥型杂物过滤器,即使在不太清洁的环境下工作,在保护泵的前提下,提供大的、稳定的抽速。TrivacC设计特点•TrivacC泵内部离心开关+进气管路的设计•TrivacC内置防返油阀的设计以上两项保证停泵后泵腔内充入大气。消除了因为压差而造成返油现象的发生。TrivacC设计特点•TrivacC内置的油雾过滤器以及长的内部排气管路设计。解决了喷油问题。