滑阀泵结构改进方案

随着经济的稳步发展，滑阀泵的需求量不断增长，在真空冶炼、真空干燥、真空镀膜、真空浸渍等真空作业领域得到广泛的应用。

但是，这种泵的转子具有很大的偏心，运转时会产生转动惯性力，此时，这个运动系统就会产生较大的振动，发出较大的噪音。

目前已经基本可以实现偏心轮的惯性力的大体平衡，但是，滑阀的质心的运动轨迹形状复杂，是近似卵圆形的封闭曲线，因此，难以实现滑阀惯性力的完全平衡。

分析了滑阀式真空泵的结构特性，推导了各个构件的质心运动轨迹公式，质心速度矢量公式和质心加速度矢量公式，为滑阀式真空泵的结构优化改进奠定了基础。

在所推导的配重方式的计算方法中，由于忽略了滑阀杆的摆动，因而并不能实现完全的质量平衡，这正是滑阀泵噪声的一个重要原因。而且，在原有的滑阀真空泵系统中，滑阀环与滑阀杆是一个固结的整体。

如图1（c）、（d）所示，这种结构的滑阀组件加工难度较大，车削已经无法实现对滑阀环的外圆面和滑阀杆的外端面的加工，只能采取铣削加工的方法，分左右两面分别铣削加工。这样在转换加工面的时候，就容易产生定位误差，加工精度就难以保证。这个复杂的加工过程也使得制造成本大大提高。

图1 滑阀式真空泵泵芯部件模型

图2 双滑阀式真空泵结构示意图

但是，这种结构增加了系统中构件的数量，同时也就意味着系统中振源的增加。两个球形铰链也提升了加工难度和制造成本。

同时，由于新增了一个用于平衡的滑阀，整个泵体的造型又将变得复杂，系统的气密性和左右两个腔体之间的气体流通也变得难以保证。

在经过多次的尝试和改进之后，提出了一种滑板式真空泵结构，如图3所示，这种滑板式结构针对由于滑阀杆的摆动而不能实现完全的质量平衡的问题，改进了滑阀组件的形状，彻底解决了滑阀摆动幅度大的问题，同时也使得滑阀的加工变得简单，降低整个滑阀真空泵系统的生产成本。

在图3所示的滑板式滑阀真空泵结构中各部件的结合方式为，泵体1内装有偏心轮2，偏心轮由轴3带动旋转。轴由轴承支撑，与泵体是同心的。滑阀与固定弹簧的立柱固结成一个整体，并且能在泵体规定的轨道内上下自由滑动。

整个泵腔被滑阀分为A、B两个小腔，当驱动轴按图中方向转动时，A腔的容积增加，压力降低，泵口的气体经过滑阀杆A腔一侧的开口处进入A腔，此时处于吸气过程，当偏心轮位于右上方位置时，A腔容积达到最大，此时进气口与A腔隔绝，完成吸气过程；B腔容积减小，压缩气体，当B腔内气体压力达到排气压力时，推开油封的排气阀，开始排气。当偏心轮处于左上方的位置时，排气终了。

图3 滑板式真空泵改进结构示意图

在连续运转的过程中，由于偏心的存在，转子和壳体所包围的A、B两个空腔的容积在旋转过程中发生周期性变化，泵不断地进行吸气、压缩和排气的过程，达到了连续抽气的目的，从而实现真空。

在双级滑阀泵中，第一级B腔排除的气体被第二级A腔吸入，再经第二级的B腔排至泵外，即两个单级泵串联工作。