近幾年來油封式旋片真空泵在吸塑、排氣造型、脫氣、負壓吸送以及冶煉、化工、食品等行業的應用得到了飛速發展, 特別是在吸塑、排氣造型、脫氣、單晶硅材料制造等發展迅猛。這些行業應用油封式旋片真空泵最顯著的特點有:

(1) 泵極限分壓力1Pa左右;

(2)被抽介質含有比較多的可凝性氣體(水蒸汽、揮發劑、凝固劑等) ;

(3)含有灰塵、雜質, 且有些雜質與油混合后易沉淀凝結;

(4)真空泵常工作在高壓強狀態。

           這些情況, 使得一般的油封式旋片真空泵的油介質極易被污染、乳化而失效, 還會引起油孔堵塞和排氣閥損壞等, 從而造成泵油的浪費、泵維修率增高甚至泵損壞, 給用戶造成重大的成本負擔。如果改用其他類型的真空泵, 如滑閥泵、水環泵、油環泵或干泵等, 則要么出現同樣的結果, 要么性能滿足不了要求或成本承受不起。針對以上情況, 我們對一般油封式旋片真空泵的油循環結構和排氣閥結構進行了重大的改進, 并推向市場, 已被廣泛應用于以上惡劣介質環境的各行各業, 取得了顯著的經濟效益和社會效益。

油循環結構的改進

         現有的一般油封式旋片真空泵的油從排氣閥排出后又再次直接進入泵腔, 當泵停止時, 油極易返入泵腔造成下次起動困難和油路堵塞, 特別是當油被被抽介質污染后直接進入泵腔, 這種情況就更嚴重了。而且, 被污染的油直接參與工作亦會影響泵的性能。為此, 我們在油循環結構上進行了重大改進。改進后的結構示意圖如圖1。

         圖1 中油將沿以下線路參與工作:

        油與被抽介質→排氣閥1→小油箱2→分離式排氣帽3→主油管4→回油管5→副油箱6→過濾器7→閥8→進油管9→分油腔10→端蓋、泵腔11

        從排氣閥排出的被抽介質和油經過分離式排氣帽時, 氣體和一部分蒸汽由排氣口12 排出, 灰塵、雜質及被污染的油沉入主油箱底部后, 通過回油管流入副油箱; 經過分離、沉淀, 乳化后油、水、灰塵雜質沉入副油箱底部由排放閥13 定期放出, 而相對干凈的油則由設于副油箱中上部的過濾器過濾后進入與泵聯動的閥門, 再經進油管進入分油腔后供給端蓋和泵腔工作。閥門與泵聯動, 即泵工作時, 閥門啟動, 油路口打開充氣口關閉; 泵停止時,閥門油路口關閉, 同時充氣口打開, 大氣從進氣口經進油管向泵腔充氣而破壞泵腔內真空, 使泵油無法進入泵腔。

11 排氣閥　21 小油箱　31 分離式排氣帽　41 主油箱　51 回油管　61 副油箱　71 過濾器　81 閥　91 進油管　101 分油腔　111 泵腔　121 排氣口　131 排放閥

圖1　油循環結構理圖

排氣閥結構的改進

        現有的排氣閥一般采用如圖2 或圖3 所示結構。

圖2　一般的排氣閥結構圖a

         這兩結構最大的缺點是: a 當泵長期抽除高壓強氣體時, 圖2、3 中的酚醛壓板和彈簧鋼片頻繁處于極限受力狀態, 很容易變形失去彈性甚至斷裂。而圖2 中的耐油橡膠閥片也極易被被抽介質腐蝕變形和引起老化; b排出的介質作用于排氣閥片上偏離閥固定螺栓, 頻繁周期的偏心極限沖擊, 很容易使螺栓松動。這樣, 不僅造成泵性能下降和維修率增高,而且泵油極易從排氣口返回入泵腔, 引起啟動困難。

圖3　一般的排氣閥結構圖b

         通過改進后的排氣閥結構如圖4, 共設兩組。一組為高彈簧力的大排氣閥, 供大氣壓～103Pa 壓強范圍內與小排氣閥一起排氣; 另一組為低彈簧力的小排氣閥供當壓強低于103Pa 時排氣, 以降低極限壓強。從排氣閥結構圖可看出, 從泵腔排出的被抽介質作用在金屬排氣閥片的作用力是均勻的, 且閥片的行程被閥體限制。因此, 經過特殊熱處理的排氣閥片的有效使用期將遠遠超過圖2、3 中所示的排氣閥片。同時, 排氣閥片與排氣閥座的接觸面均經過特殊加工, 在彈簧預緊力的作用下, 其對油的密封性是非常好的。而且, 作用在排氣閥固定螺栓上的作用力是對稱的, 螺栓松動的可能性很小。

圖4　改進后的排氣閥結構圖