一種新型旋片真空泵定子型線的研究

　　提出了一種新型的旋片真空泵定子型線———帕斯卡蝸線，它可以使旋片泵的旋片在旋轉(zhuǎn)過程中始終保持長度不變。這種定子型線可以減小旋片與泵腔間的摩擦與磨損，提高旋片泵的機械效率和工作壽命。

　　旋片式真空泵體積小，重量輕，構(gòu)造簡單，成本較低. 既可以單獨使用，也可以與其他真空設(shè)備配合，作為其他真空泵的前級使用，被廣泛應用于冶金、機械、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的旋片真空泵是在圓形的定子內(nèi)腔偏心放置一個轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時由于偏心作用，轉(zhuǎn)子上的旋片在離心力和彈簧力的作用下緊貼定子的內(nèi)曲面滑動，實現(xiàn)容積變化而完成吸氣和排氣的過程。這樣致使旋片與泵腔間的摩擦與磨損較大，導致高速旋片泵溫升高，降低了旋片泵的機械效率和工作壽命。

　　針對傳統(tǒng)旋片真空泵所存在的上述弊端，提出了一種新型定子型線的旋片式真空泵。用貫穿旋片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的旋片加彈簧結(jié)構(gòu)，整塊旋片放在轉(zhuǎn)子上面的旋片槽中，旋片兩端同時接觸定子內(nèi)型線表面。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，帶動旋片運動，旋片兩端始終沿定子內(nèi)壁滑動。由于旋片的運動始終受到定子內(nèi)壁的約束，因此，其定子內(nèi)型線( 又稱泵腔型線，以下簡稱定子型線) 是根據(jù)旋片運動機理生成的型線。旋片端部的運動軌跡即為定子型線( 見圖1) 。

圖1 新型旋片真空泵結(jié)構(gòu)

　　1、定子型線

　　1. 1、定子型線的生成原理

　　新型旋片真空泵的旋片長度為2R，轉(zhuǎn)子半徑為r，偏心距e = R - r，當轉(zhuǎn)子繞其中心O2旋轉(zhuǎn)時，旋片隨之繞O2旋轉(zhuǎn)，且其兩端始終在定子型線上滑動，所以旋片端部的運動軌跡即為定子型線。以O(shè)2為極點、O2X 所在的射線為極軸，建立極坐標系。ρ =O2P，ρ ' = O2P'. 由于旋片是一個整體，有ρ + ρ' =2R。詳見圖2。

圖2 新型旋片真空泵的幾何原理

　　由于高速直聯(lián)旋片真空泵的旋片與定子之間摩擦與磨損增大，泵的溫升增高，所以改善旋片泵的旋片與泵腔之間的摩擦、磨損是研制性能良好的直聯(lián)旋片泵的關(guān)鍵。而解決磨損的辦法就是使旋片在旋轉(zhuǎn)過程中始終保持長度不變。而目前的正圓形泵腔是無法辦到的。為此，介紹了一種新型旋片式真空泵的定子型線———帕斯卡蝸線。這是一種很有前途的旋片式真空泵，具有廣闊的應用前景。