等螺距螺杆真空泵内气体流动的数值模拟研究

应用计算流体力学(CFD)方法对螺杆干式真空泵进行数值模拟计算,建立了针对螺杆干式真空泵流场的分析方法。对泵腔中流动区域进行三维建模,采用SCORG和ANSYS-ICEM软件对转动域和固定域分别进行了网格划分,利用瞬态模拟方法得到了泵内压力场、速度场和温度场的分布情况,并计算出抽气速率等参数。网格无关性分析结果与理论数据对比表明数值模拟结果可靠,符合预期。

基于MATLAB/GUI 的真空泵抽速曲线预测计算

从工程实际应用的角度出发,以螺杆真空泵转子的几何特性和螺杆真空泵内部的泄漏模型为基础,建立螺杆真空泵内部工作过程的数学模型,借助MATLAB软件,采用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)法将每次微分方程求解结果作为初始条件反复迭代求解,依据MATLAB/GUI界面设计了一款可以快速计算螺杆真空泵抽速曲线的应用程序。使用该程序对多种螺杆真空泵进行了抽速曲线的预测计算,并根据算例结果对程序进行了完善。

干式螺杆真空泵的理论研究进展

由于干式双螺杆真空泵具有工作压强范围宽、抽速大、可抽除水蒸气和固体粉尘、性能稳定等独特优势,目前已广泛应用于半导体、石油化工、光伏新能源等热门行业,具有广阔的市场前景,引起了国内外的广泛关注。本文基于国内外研究论文和专利资料,从螺杆转子端面型线设计、变螺距和变截面的内压缩设计、动平衡设计、计算流体力学和热力学工作性能分析等研究角度,全面综述了干式双螺杆真空泵的理论研究进展,为螺杆真空泵领域的研究工作提供参考。

喷油螺杆真空泵油气分离系统的设计研究

针对喷油螺杆真空泵产品进行设计,重点介绍了真空泵油气分离系统的设计方法。根据真空泵的工作原理,结合工程实践,首先拟定油气分离系统组成,以及油气分离罐的结构设计方案;然后针对油气分离罐中重要零件如筒体、法兰等进行详细分析和计算,确定筒体公称直径、厚度等重要参数;之后基于爆破片的结构原理进行选型和计算,确定其爆破压力和排放面积等参数;最后运用三维设计软件完成整个结构的三维模型设计,进一步验证了油气分离系统结构的合理性。

螺杆真空泵在氯乙烯精馏尾气吸附装置中的应用

氯乙烯精馏尾气吸附运行过程中,活塞式真空泵密封性差、易泄漏,存在一定的安全隐患。昊华宇航化工有限责任公司将活塞式真空泵改造为螺杆真空泵,并对螺杆真空泵在使用过程中存在的问题进行了改进,杜绝了VOC外排。

严格密封型螺杆真空泵转子型线研究

结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。

一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线

一种适用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子新型线,其端面型线依次由齿根圆、摆线、齿顶圆和渐开线线顺序相接组成;该型线的主要特征是:当端面型线沿轴向作变螺距螺旋展开过程中,转子螺旋导程由排气端向吸气端逐渐增大,同时其渐开线的发生圆半径则逐渐变小,使转子齿形面的齿顶宽可以保持不变,因此能够增大吸气端的吸气容积,降低排气端的气体返流泄漏,从而提高泵的抽速和极限真空度.文章中给出了端面型线的极坐标方程、轴向展开方程和渐开线发生圆半径的计算方程,可供设计人员参考借鉴。

单头等螺距梯形齿螺杆转子型线的干涉问题研究

本文针对无油螺杆式真空泵中一种常用的单头等螺距梯形级齿的螺杆转子型线,研究讨论了二转子级齿间的干涉问题。提出了保证二转子不发生干涉的二种解决方案———平移齿面法和内凹齿面法。分别推导得到齿面平移距离和内凹齿面母线方程的计算公式。

等螺距螺杆真空泵内气体热力过程的研究

选择目前已得到大量应用的、采用等螺距螺杆转子的无油螺杆真空泵作为研究对象,针对其内部的气体输运过程开展热力学研究。基于等螺距螺杆真空泵的结构特点和抽气原理,论文将被抽气体在泵内所经历的输运过程,分解为膨胀吸气、等容输送、绝热压缩和等压排气四个阶段,并详细讨论了各阶段的内在机制。依据气体热力学基本原理,分别对每一个阶段进行了定量分析,推导出每一阶段内气体质量、体积、温度、压力、内能、焓、熵等热力学参数随时间的变化规律公式。以某一指定抽速真空泵为例,计算给出了泵内气体的各个热力学参数随时间变化的数据图表,并讨论了等螺距螺杆泵排气功耗和排气温度随入口压力变化的规律。

螺杆真空泵自平衡螺杆转子优化设计

为了开发能适应恶劣工况、高效节能和安全运行的螺杆真空泵,设计了一种自平衡的内部压缩螺杆转子模型。使用借助Hermite插值理论导出圆柱变螺距螺旋线的参数方程,构建了变螺距设计参数、尾部压缩级数与螺旋角度的变量关系式,建立了自平衡螺杆转子优化设计模型。通过计算,优化转子质量轴向分布,无需在螺杆转子两端和齿顶减重而达到良好的自身动平衡,动平衡试验证明了设计模型的可靠性,为螺杆真空泵的动平衡研究提供了参考依据。

干式螺杆真空泵研究现状与展望

介绍目前螺杆式真空泵现状,分析了螺杆端面型线研究情况和整机冷却中存在的问题。

油品大周转量场合的油气回收处理技术研究

在满足特定排放法规要求的前提下,经济性能指标往往会成为选择合适油气回收处理工艺的关键。通过对基于吸附法的油气回收工艺流程进行系统的对比分析,揭示了吸附/吸收组合工艺是目前世界范围内的主流技术方案,吸附/冷凝组合、吸收/膜/吸附组合等变型工艺仅在某些特定场合才得以使用。干式螺杆真空泵吸附/吸收组合工艺因其流程相对简单、占地面积较小,将会逐步取代目前仍在广泛使用的液环式真空泵吸附/吸收组合工艺。

螺杆真空泵单头变螺距螺杆转子型线的研究

本文介绍了一种用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子型线 ,给出了型线方程和抽速计算公式 。

无油螺杆真空泵螺杆转子设计理念的回顾与展望

基于对国内外公开文献资料的学习和作者多年研究工作的总结,本文回顾了当前关于无油螺杆真空泵中螺杆转子的设计思路与方法,从转子设计的几何学计算、常用转子型线的构成、等螺距与变螺距的螺旋展开方式、转子动平衡设计方法等几方面,进行了详细的综述;选择介绍在国内有产品销售的六款采用特殊结构螺杆转子的外国螺杆泵产品,对其转子特点进行了分析。针对干式泵在应用领域所面临的新挑战,本文还提出了基于气体热力过程分析的螺杆泵专属设计新理念和采用通用泵体和专属转子的螺杆泵生产新方法,并展望由此可能带来的新变化。

内压缩干式螺杆真空泵工作特性数学建模

内压缩螺杆真空泵工作过程中,工作型腔内部同时存在粘滞流、转移流和分子流等多种流态,针对该问题,提出了稳定的操作状态下,等熵压缩的孔径流系数法计算质量流的方法,建立了离散化、漩涡式多级螺杆真空泵工作特性计算模型,解决了内压缩螺杆真空泵抽速与入口压力关系、消耗功率与入口压力关系理论计算问题。分析比较了仿真与试验结果,发现仿真值与试验数据较吻合,理论计算模型计算精度达到预期效果。理论计算模型用于样机试验之前找到最佳的设计参数,为快速开发内压缩螺杆真空泵提供设计方法和技术支撑。

螺杆真空泵单头等螺距内凹转子型线研究

基于螺杆啮合原理,通过数学推导,得到单头等螺距梯形内凹型线的完整型线方程,包括齿面方程、端面截形以及轴向截形。给出了面积利用系数公式以及理论抽速公式,讨论了型线中各参数对干式螺杆真空泵的性能的影响。最后运用Solidworks软件建模,通过模拟啮合,验证了型线方程的正确性—拥有完整的啮合线,且啮合运转过程中不会发生齿面干涉。

渐变式螺杆真空泵设计与试验

为了开发高效节能、安全运行的螺杆真空泵,在现有各类内部压缩螺杆真空泵研究的基础之上,提出了一种三段式内部压缩体积渐进式变化的螺杆转子,并使用Hermite插值理论导出了圆柱变螺距螺旋线的参数方程。设计的变螺距螺杆,第一部分是大导程等螺距区域,位于吸气端,其决定了螺杆真空泵的吸气能力;中间是非线性平滑过渡部分,其长度与非线性比率决定了压缩能力;尾部的排气端是小导程等螺距区域,保证了稳定的极限压力。试验证明采用渐变式的螺杆真空泵可以大幅降低驱动功率,工作噪声低,内部工作温度低,运行效果良好。

一种新型干式螺杆真空泵转子端面型线的研究

介绍了一种新型的干式螺杆真空泵的转子端面型线———双边对称圆弧型线,给出其端面型线方程。介绍了推导方法及参数计算方法,开发了计算程序并给出实例。

双螺杆真空泵工作过程数值模拟

对等螺距和变螺距2种螺杆真空泵分别进行了分析,通过能量守恒、质量守恒方程及泄漏模型分别计算了2种真空泵工作过程中的气体压力变化及极限真空度、功耗、抽速等性能参数,由此搭建了真空泵实验系统试验台,展开了双螺杆真空泵压力变化及泄漏的实验研究,分析了2种真空泵性能差别的原因及变螺距螺杆真空泵的优势,并对变螺距真空泵性能进行了实验研究。数值模拟结果表明,变螺距真空泵不论在极限真空压力,还是在指示功率大小方面,均优于等螺距真空泵。实验结果表明,所建物理模型能很好地描述真空泵的实际工作过程,对于所研究的机型,变螺距齿型相对于等螺距齿型,其极限真空压力从3.75Pa降低到2.32Pa,指示功率降低了11%。以上内容在螺杆真空泵设计和改型,以及螺杆真空泵产品开发和性能的预测方面都有指导意义。

螺杆真空泵双头对称等螺距转子型线研究

结合现有特殊爪型转子型线与单头螺杆转子型线特征,提出了一种双头对称爪型等螺距螺杆真空泵转子型线。通过理论推导得到了该型线完整的端面方程,导出了该型线的面积利用系数和抽速的公式,列出了这种型线的特点。使用Solidworks三维软件绘制出了这种转子的三维实体模型,模拟拟合验证了端面型线的正确性。分析得到螺杆转子端面型线关于中心对称且两转子完全相同,与特殊爪型转子型线相比易加工、节省工时,与单头螺杆转子相比具有较好的动平衡性,可为国内外从事真空泵设计和研发人员提供参考。