【摘 要】
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干式真空泵的研发起源于半导体微电子行业,成熟与医疗、机械、煤炭设备、工业除尘除锈等行业,国家在真空泵的研发、生产投入了大量的财力、人力,虽然取得了长足的进步,但整个
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干式真空泵的研发起源于半导体微电子行业,成熟与医疗、机械、煤炭设备、工业除尘除锈等行业,国家在真空泵的研发、生产投入了大量的财力、人力,虽然取得了长足的进步,但整个真空泵行业仍处于向国外学习阶段,本课题所研究的多级爪型真空泵立足于国家能源绿色化的战略基础上,为填补我省多级爪型免润滑真空泵零的空缺,为我省产业转型注入新鲜血液。本论文从单级爪型干式真空泵的基本工作原理出发对多级干式爪型真空泵的原理进行了分析,根据原理的分析提出了对多级真空泵的整体结构设计,关键零部件的设计,从泵腔、传动轴系统、电机等多方面进行了设计,并进行了包括压缩比、极限压力、理论抽速等真空泵性能方面的理论计算,为后续进一步对转子的设计提供了理论依据。爪形转子轮廓型线对爪形真空泵的性能起着重要的作用。本文提出了一种爪形转子轮廓型线的分析模型,包括轮廓型线方程、设计方法、几何理论。建立了齿形啮合关系;为了揭示爪型真空泵独有的过渡的特点,建立了以转动角度为基础的用于描述爪形真空泵整个工作过程的模型图。详细研究了过渡过程中气体在压缩、气体膨胀和混合、新腔形成等方面的工作特点,分析了爪型真空泵工作过程中存在的泄露问题,确定了转子间合理的泄露间隙最佳尺寸,通过对转子半径比、爪顶圆弧轴心角与影响工作性能的容积利用系数之间的关系进行分析,确定了最佳设计转子的尺寸,初步探讨了多级真空泵的动平衡,将迷宫密封技术首次应用于爪型泵的密封问题。利用CFD的方法在专业流体仿真软件CFX中进行了爪型真空泵整个工作过程包括吸力、排气、过渡过程流体的有限元数值模拟仿真分析,分析整个工作过程中泵腔的压力变化过程和热力学过程。研究结果对高性能的新型爪型转子模型的选择和真空泵设计性能评估有一定的参考价值。
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