Влияние радиального зазора на рабочий процесс безмасляного спирального вакуумного насоса

Ключевые слова: спиральный вакуумный насос, индикаторные диаграммы, радиальный зазор, тепловые деформации.

Аннотация

Насосы вакуумные спиральные за счет наличия гарантированного зазора между спиралями и малых обратных перетеканий обеспечивают получение безмасляного среднего вакуума. При разработке спиральных насосов определяется минимальная величина радиального зазора, обеспечивающая бесконтактное движение спиралей при любых штатных условиях работы. В работе рассматривается методика расчета величины радиального зазора безмасляного спирального насоса. Газовые силы, действующие на рабочие элементы вакуумного насоса, не приводят к значительным изменениям радиального зазора. Учитывая, что спирали изготавливаются из алюминиевых сплавов, основное влияние на изменение радиального зазора оказывают тепловые деформации спиральных элементов. Это изменение может составлять до 25 %, причем для внешних полостей при работе насоса зазор уменьшается, а для внутренних увеличивается. Для нахождения наиболее точной величины радиального зазора необходимо использовать в качестве величины начального приближения результаты обмеров профильных частей спиральных элементов. Сравнение расчетных и экспериментальных индикаторных диаграмм подтвердило адекватность предлагаемой методики.

Keywords: vacuum pump, indicator diagrams, radial clearance, thermal deformations.

Abstract

Scroll vacuum pumps, due to the presence of a guaranteed gap between the spirals and small backflows, provide an oil-free medium vacuum. When developing scroll pumps, the minimum value of the radial clearance is determined, which ensures non-contact movement of the spirals under any standard operating conditions. The paper considers a method for calculating the radial clearance of an oil-free scroll pump. The gas forces acting on the working elements of the vacuum pump do not lead to significant changes in the radial clearance. Considering that the spirals are made of aluminum alloys, the main influence on the change in the radial gap is caused by thermal deformations of the spiral elements. This change can be up to 25%, and for external cavities during pump operation, the gap decreases, and for internal ones it increases. To find the most accurate value of the radial gap, it is necessary to use the results of measurements of the profile parts of the spiral elements as the initial approximation value. Comparison of calculated and experimental indicator diagrams confirmed the adequacy of the proposed methodology.