转子和旋片是旋片泵的核心部件。转子结构有3种形式:整体式、压套式和转子盘式。旋片在泵运转过程中始终与泵腔内壁接触,因此,旋片要有一定的强度和耐磨性。材料一般采用铸铁、石墨、高分子复合材料等,大抽速的直联泵多采用高分子复合材料。
排气阀是旋片泵主要易损件之一,将影响泵的抽气性能并产生噪声。排气阀有两种形式:一种是用橡胶垫做阀片,另一种是用布质酚醛压板或弹簧钢片做阀片,排气阀必须浸在泵油中。在排气过程中,压缩气体推开排气阀片,穿过泵油排出。泵油起到密封的作用。在双级泵中,当高真空级与低真空级为不等腔时,需要两级之间设置中间辅助排气阀,中间辅助排气阀的作用是在入口压力较高、经高真空级压缩的气体已达到排气压力时,中间辅助排气阀打开,部分气体由中间辅助排气阀排出,部分气体由低真空级抽走。随着入口压力的降低,中间辅助排气阀逐渐闭合,直至最后关闭。
气镇阀是旋片泵为抽除可凝性气体而设置的,通常,泵抽除的气体多为永久性气体和可凝性气体的混合物。在压缩和排气过程中,当可凝性气体的分压超过该气体在泵温时的饱和蒸气压时,可凝性气体将会凝结并混于泵油中,随泵油循环,并在返回高真空侧时重新蒸发变成蒸汽。这将影响到泵的抽气性能,加重泵油的污染程度。气镇法或称掺气法可以有效地防止可凝性气体的凝结,即在压缩过程中将经过控制的永久性气体(通常为室温干燥空气))由气镇孔掺入被压缩气体中,使可凝性气体分压达到泵温时的饱和蒸气压之前,压缩气体的压力已达到排气压力,排气阀打开,将可凝性气体同永久性气体一同排出。油封式机械真空泵普遍装有气镇装置,因此也叫气镇泵。
气镇(掺气)是防止蒸汽凝结从而避免油污染的有效方法,它是将一股经过控制的气流(通常是室温、干燥空气)经气镇阀进入处于压缩过程的气缸内,与被抽蒸汽混合,形成蒸汽与空气的混合物,来保证把此混合物压缩到排气压力时蒸汽不发生凝结,从而让蒸汽与空气一起被排出泵外。气镇阀(掺气阀)是由节流阀和逆止阀两部分组成,其结构如图3-164所示。节流阀控制掺入气体量,逆止阀防止泵腔内气体压力高于掺气压力时出现返流。气镇孔的位置设置一般有两种:一种是开在泵排气口附近,当压缩腔与排气口相通时开始掺气:另一种是设置于端盖上,当吸气终了后,转子再转过一个角度(10°~15°)时,露出气镇孔,开始气。在气过程中,泵的极限力上升、抽气速率下降。在低压时,适当打开气镇阀,掺入少量气体,可以减少泵油冲击排气阀引起的噪声。高速直联泵在高的泵温(90~100℃)下运行,有利于可凝性气体的抽出。
为防止泵喷油、返油,改善泵的润滑条件,扩大泵的使用范围,旋片泵还配有多种附件,如油雾捕集器、分子过滤器、尘粒过滤器、化学过滤器、油过滤器等。随着技术的进步和工艺要求的提高,旋片泵的结构更趋完善。
性能将进一步提高,应用更加广泛。直联泵是容积式真空泵的一种,它利用转子在缸内的高速旋转和滑片在转子槽内的往复运动以改变工作室的容积进行抽气。该泵的主要结构如图3-165所示。直联泵为双级结构,两级前后串联,被抽气体逐渐被压缩后,推开排气阀排至泵外。泵的工作室用泵油密封,使抽气室、压缩室和排气室相互隔绝。此外,泵油用作各相对运动表面的润滑剂。直联泵也装有气镇阀,用于对压缩室掺入一定量气体,降低该压缩室中可凝性蒸汽的压缩比,使可凝性蒸汽排到泵外,不致凝入泵油中。