基于TRIZ理论的一种提升罗茨真空泵基础压力的设计方法

以TRIZ理论为研究工具,采用因果分析方法得到了影响罗茨真空泵基础压力的根本原因和薄弱点,通过技术矛盾和技术系统进化法则解决方案模型的启示,进一步改进了罗茨真空泵的密封结构和转子型线,然后基于改进方案,对ZJP70型罗茨真空泵进行了优化。测试结果表明:在同等条件下,优化后的新型罗茨真空泵基础压力提升明显,同时最大零流量压缩比、整机漏率和噪声等核心指标也得到了显著改善。

一种腰部为椭圆线的罗茨真空泵转子型线设计与分析

转子作为罗茨泵的关键零部件之一,对产品的整机性能具有重要影响,而转子设计的核心是转子型线的设计。本文以腰部椭圆线为基础开展转子型线设计,转子位于节圆内的型线由椭圆线构成,位于节圆外的型线由椭圆线的共轭曲线组成。设计中首先确定位于腰部的椭圆线及其啮合角,然后应用两个转子间的啮合关系,分析求解型线位于节圆外的共轭曲线,从而获得整个转子型线。最后,设计了抽速为70 L/s的罗茨泵转子,并分析了转子容积利用率与独立可变参数的关系。该型线与顶部为椭圆线的转子型线相比,容积利用率可大于50%,优势明显。

新型大排量高压比离心真空机组研制

随着大型真空系统对真空抽吸设备抽吸效率的要求不断提高,传统罗茨真空机组因抽气能力局限性已难以满足应用需求。本文将大排量、宽压力、高转速离心真空泵应用于大型高真空系统,研制出一种离心真空泵+罗茨真空泵+水环真空泵串联运行的新型复合离心真空机组,重点介绍了离心真空机组的构成和研制过程,并测试了其极限性能和负载。结果表明:该机组排气量,极限压力和运行稳定性均满足设计指标要求,具有占地面积小、运行效率高、抽气能力强等特点,是目前大型高真空系统最佳抽气解决方案。

一种新型罗茨真空泵转子型线研究与应用

提出了一种罗茨真空泵三叶直线圆弧型转子型线设计方法,给出了型线方程和针对ZJ-5000型罗茨真空泵转子型线的主要结构参数;对新型罗茨真空泵进行有限元分析,研究了其在不同进气压力下的抽气速率;基于该转子型线进行了实际产品生产,并与双叶转子罗茨泵的抽速和其他性能指标进行了对比。结果表明:新设计的三叶直线圆弧型转子型线具有容积效率高、曲线光滑过度、加工方便、定位准确、工作噪声低的特点,相对于两叶转子,其强度增强,能够承受更大的压差载荷,与传统三叶转子相比抽气效率得到了提高。

罗茨水环真空泵在火电厂的节能改造分析

针对火电厂水环真空泵运行电流大、时间长、电耗高等问题,对机组的真空系统进行改造。新加一套气冷罗茨水环真空泵组与原有水环式真空泵并联且互为备用,增强了机组运行的安全性,同时降低了厂用电量。改造后机组真空度有明显提升,汽轮机运行经济性提高,达到了节能降耗效果。

凝汽器抽真空装置的节能改造技术

文章在阐述水环真空泵和罗茨泵工作原理、结构特点的基础上,将罗茨泵与真空泵组合在一起形成一种新的节能装置:罗茨真空节能机组,探讨其最佳匹配关系,从而达到节能改造的目的。

干式罗茨真空泵吸气级内流动的瞬态模拟

基于动网格方法建立了干式真空泵罗茨型吸气级的三维瞬态数值计算模型。模拟结果与抽速曲线对比,入口压力为1000 Pa时误差为11.5%,100 Pa时误差为34.2%,表明计算流体力学(CFD)方法不适用于入口压力较低及极限真空时真空泵内的流动研究,但在入口压力较高时具有较好的数值精度。由于干式真空泵的主要设计问题多集中于入口压力较高,负荷较大的运行工况,应用CFD方法研究干式真空泵的流动特性具有实用价值。文中计算了真空泵的性能参数,分析了泵腔内的流动现象和流场的主要特征。

三轴罗茨真空泵的抽气理论和结构设计

新兴行业的不断兴起给真空泵带来了快速发展的机遇,同时也对真空泵的集成化、高效率、节约空间、高技术含量提出了更高的要求。本文提出了一种三轴式的罗茨真空泵,对其抽气过程进行了介绍,并基于啮合原理,给出了一种典型的四叶圆弧型转子的型线方程。通过对抽气过程的建模分析,在抽气效率、压缩比、旋转应力和热变形等方面,与常规的双轴式罗茨真空泵进行了对比。计算和模拟结果表明,在空间尺寸增加不多的情况下,三轴式罗茨真空泵具有接近两倍的抽速、良好的压缩比和更好的动平衡特性的特点,具有较好的技术优势和发展前景。

罗茨真空泵噪声源识别的实验研究

机器噪声源的定位和识别是机器低噪声设计的基础。本文以真空行业广为使用的ZJ 15 0A型罗茨真空泵为对象 ,采用先进的声强测量技术 ,对罗茨真空泵各主要部件产生的噪声进行了分离和排队 ,找出了主要声源辐射噪声声功率的优势频率。并通过对主要声源的主要噪声辐射部位的定位研究 ,找出优势频率辐射产生的原因 ,为进一步进行噪声源机理研究和低噪声设计提供依据。

多级罗茨干泵泵内传热与变形的计算和实验研究

间隙设计是多级罗茨干泵设计的重要参数之一。在多级罗茨干泵运转时,间隙受转子和泵腔热变形的影响较大。本文通过分析了多级罗茨干泵内部的传热过程,建立了工作过程的传热模型。通过接触式和非接触式测温方法,对多点温度进行了测量,获得了热载荷的边界条件。基于ANSYS软件,对泵体及转子轴在稳定运转时的温度场进行了分析,并采用热-结构耦合分析对其热变形进行了计算,得到转子轴和泵腔的热变形量,并绘制了变形云图和曲线。通过上述方法得到的热变形数据,为确定间隙提供了参考,并为进一步计算干泵在运行时的间隙泄漏量提供了计算依据。

罗茨真空泵振动噪声机理的研究

罗茨真空泵因其高抽速而得以广泛的应用。日益增高的环境要求迫切需要低噪声罗茨真空泵,而其振动噪声机理的研究是进行罗茨真空泵低噪声设计的前提,文章以ZJ-150A罗茨真空泵为研究对象,综合采用多种信号测试和分析处理方法,分析罗茨真空泵振动噪声产生的机理,查明了泵体振动噪声在各优势频率处产生的原因、振动的主要激励源及其传递路径,为罗茨真空泵的低噪声设计提供了依据。

罗茨真空泵螺旋转子的CAD/CAM技术研究

提出一种在四轴数控加工中心上用展成法加工罗茨真空泵螺旋转子的方法。着重阐述某新型圆弧摆线型罗茨真空泵三叶螺旋转子型线曲线数学参数化模型的建立、三维实体参数化造型、数控铣削自动编程与加工的技术方法。考虑转子型面的型线特点,借用CAM软件,利用流线型加工方式,用平刀和球头刀进行加工,通过控制表面残留高度降低表面粗糙度,从而达到表面加工精度的要求。可以高效加工螺旋转子,在实际加工中,取得了较好的经济和社会效益。

一种适于直排大气的罗茨干泵转子的型线与结构

IC装备制造业是国家发展战略的重要行业。在该行业中,70%的工作需要在对洁净度要求苛刻的真空环境下进行。而在用于IC装备制造业的干式罗茨泵中,一对罗茨转子的生产成本占总成本的40%左右。罗茨转子是罗茨真空泵的最关键的核心部件。本文基于啮合原理,通过计算机动画编程和理论计算,提出一种适合直排大气罗茨干泵的转子型线,并对型线和转子结构进行改进,使加工更为简单。分析了容积利用系数和转子间隙分布,并得出结论:(1)改进型线的容积利用系数的改变量在5%以内,对抽气性能影响不大;(2)转子啮合时的间隙分布绝对误差在0.025mm以内,并不影响泵的热力学及抽气性能,验证了结构改进的合理性。文末还介绍了一个改进结构罗茨转子加工的实例。

两叶与多叶转子气冷式罗茨真空泵型线分析

推导出了气冷式罗茨真空泵转子的两叶宽头圆弧摆线型线、三叶和四叶圆弧摆线型线的参数方程;确定了c(Rm/R)与容积利用系数的关系,绘制出型线的c与容积利用系数的曲线图。分析了两叶、三叶和四叶圆弧摆线转子对泵的容积利用系数、噪声、极限真空和加工成本的影响,确定三叶圆弧摆线型线为气冷式罗茨真空泵的较优型线。

偏心圆弧罗茨转子型线的研究

罗茨真空泵的转子型线有很多种。本文主要介绍一种国内未见使用的新型转子型线——偏心圆弧转子型线。实际上,偏心圆弧转子型线在国外已有提出,只是由于计算困难等原因,这种型线没有在国内得到应用。本文对该种型线进行了设计研究并予以完善,该型线的众多优点也即显示出来,希望能够供同行参考。

罗茨真空泵转子系统动力学建模

由于内部激励和外部扰动的存在,罗茨真空泵在工作过程中会产生很大的振动问题。为了更好地对罗茨真空泵转子系统进行动力学分析,采用集中质量法,考虑电机、齿轮、罗茨转子等结构的基础上对系统进行动力学建模。采用牛顿欧拉法分别建立了转子系统的纯扭转模型以及偏心弯扭耦合模型的振动微分方程并考虑了重力的影响。研究发现由于齿轮啮合时变刚度的存在,转子系统存在稳定性问题。同时由于偏心的存在,转子的弯曲振动和扭转振动存在相互耦合。研究内容为之后对系统的稳定性分析以及弯扭耦合振动分析奠定了基础。

气冷式罗茨真空泵转子的型线分析

从圆弧摆线型线的啮合理论出发,利用高等数学求出适合于气冷式罗茨真空泵转子的2叶宽头圆弧摆线型线、3叶和4叶圆弧摆线型线的参数方程。推导并计算出上述转子型线的容积利用系数λ;确定c(Rm/R)与容积利用系数λ的关系,绘制出上述型线的c(Rm/R)与容积利用系数λ的曲线图。根据曲线图和现代加工条件及成本综合考虑,确定3叶圆弧摆线型线为较优的型线。

气冷罗茨真空泵内气体热力过程的计算研究

本文以双叶气冷罗茨泵为研究对象,对其内部气体的输运过程进行热力学研究。从气冷罗茨泵的基本结构和工作原理入手,将被抽气体在泵内经历的过程分解为吸气、注气、压缩、排气四个阶段;讨论各个阶段的特点和机理,应用热力学知识,对每个阶段进行定量分析,得到被抽气体的体积、质量、压力、温度、内能、焓、熵等热力学参数随时间变化的计算公式;探究排气功率与进、排气口压力的关系;并以ZJL-600型气冷罗茨泵为例计算说明。

基于LabVIEW的罗茨真空泵故障诊断软件的开发

以LabVIEW软件为开发平台,针对罗茨真空泵振动信号的振动机理和振动特点,结合故障诊断技术,开发了一套向导式振动信号采集与分析处理系统。并采用美国NI公司USB-4431数据采集卡对某公司生产的罗茨真空泵的上泵体和齿轮箱等部位进行振动信号采集和故障分析,实践证明,软件的各项功能很好地满足了状态监测和故障诊断的要求,进而验证了该软件系统的可靠性和实用性。

三叶转子气冷式罗茨真空泵的流场数值分析

本文利用数值模拟软件FLUENT建立三叶转子气冷式罗茨真空泵的二维计算模型,采用动网格技术对气冷式罗茨真空泵内部流动进行动态模拟。分析了转子在转动情况下泵内部流场的变化、内部流场的压强分布以及进排气腔的速度分布,得出泵内部流场的流动规律,为气冷式罗茨真空泵的设计和分析提供理论依据,同时可以用于气冷式罗茨真空泵的性能预测及优化设计。