滑閥真空泵的能耗和節(jié)能(1)

滑閥泵的能耗主要是壓縮功、磨擦、液壓撞擊和機(jī)械撞擊損失。

壓縮功

壓縮功是隨入口壓力的變化而變化的,可按式

(1) 計(jì)算:

式中NY——壓縮功,kW

　P1——入口壓力,Pa

　P2——排氣壓力,Pa

　Sth——理論抽速,m3/s

　m ——多變指數(shù),一般取m =1.3

壓縮功在(3.3～4)×104Pa之間有zui大值:

氣鎮(zhèn)消耗功率

      氣鎮(zhèn)是為泵所抽氣體中含有少量水份或?yàn)橄糜椭泻猩倭克荻O(shè)置的。

      氣鎮(zhèn)消耗功率也是壓縮功。它與鎮(zhèn)氣量B和入口壓力P有關(guān),一般泵在氣鎮(zhèn)時(shí)的允許入口壓力為(2～4)×10E+3 Pa,個(gè)別達(dá)到7×10E+3 Pa。

     圖3 給出了H2150泵在鎮(zhèn)氣量B與抽速S之比為6%時(shí)的消耗功率與入口壓力之間的關(guān)系曲線,從圖中可以看出,在泵的功率消耗中,氣鎮(zhèn)消耗功率是一個(gè)不可忽略的重要組成部分。

圖3　H2150泵功率曲線(B/S=6%)

磨擦損失

       磨擦損失在滑閥泵的能耗中占有相當(dāng)大的比例,尤其在低壓時(shí),氣體壓縮量很小,泵的功率絕大部分都消耗在磨擦損失上。據(jù)有關(guān)資料介紹,磨擦功約占總消耗功率的(25～30)%。

機(jī)械磨擦損失

       它包括滑閥與泵蓋之間、滑閥與泵體(大缸)之間、滑閥與偏心輪之間、滑閥與導(dǎo)軌之間、導(dǎo)軌與泵體(小缸)之間的磨擦損失。它與二個(gè)相互摩擦的零件之間的間隙有關(guān),從這個(gè)角度出發(fā),為了減少磨擦損失,間隙應(yīng)取大一些為好,但又容易造成泵性能的下降,因此間隙應(yīng)相互兼顧。需要指出的是,有時(shí)間隙偏大,對極限壓力的影響并不大,但對抽速會有一定的影響。

       機(jī)械磨擦損失與泵的入口壓力(即零部件所受的力)有很大關(guān)系,也與零部件的質(zhì)量與粗糙度有關(guān)。其中偏心輪與滑閥(環(huán))、滑閥(桿)進(jìn)氣側(cè)與下導(dǎo)軌之間的磨擦zui為重要,所受的磨擦力zui大。因此也曾有過在偏心輪與滑閥(環(huán))之間安裝滾動軸承的嘗試。

軸承磨擦損失

       這也是一種機(jī)械磨擦損失,正常情況下它很小,但當(dāng)軸承配合過盈量過大,致使軸承滾道變形時(shí),它的磨擦損失就會顯著增加。

      二個(gè)軸承的中心線與主軸中心線歪斜,或者由于軸的剛度不足,致使軸承內(nèi)外圈偏斜較大時(shí),對于那些非調(diào)心軸承來說磨擦損失也會明顯增加。

油磨擦損失

      在參與機(jī)械磨擦的各零部件的間隙中,工作時(shí)充滿了真空油,它既參與了磨擦,減少了機(jī)械磨擦,還參與了壓縮。因此進(jìn)油量的大小也足以影響泵的功率消耗,當(dāng)進(jìn)油量過大時(shí),真空泵又成了油泵,功率自然就增加了。

       油的粘度隨溫度的變化較大,則克服油磨擦所需要的功率也隨溫度而變化,尤其是泵的起動功率隨溫度影響特別明顯。我國南北溫差大,在滑閥泵標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定泵的工作環(huán)境溫度為5～40℃,也即要求泵在5℃時(shí)能正常起動。我們曾測試美國某公司的412H(抽速為141.7 L/s)泵在室溫5.5℃時(shí)的瞬時(shí)起動功率為33.4kW。該公司為412H所配套的電機(jī)有二種,即7.5kW 和11kW。考慮到我國的使用環(huán)境和工作條件,泵出口到我國時(shí)均選配11kW電機(jī)。