滑閥真空泵的能耗和節能(1)

滑閥泵的能耗主要是壓縮功、磨擦、液壓撞擊和機械撞擊損失。

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,一般取m =1.3

壓縮功在(3.3～4)×104Pa之間有zui大值:

氣鎮消耗功率

      氣鎮是為泵所抽氣體中含有少量水份或為消除泵油中含有少量水份而設置的。

      氣鎮消耗功率也是壓縮功。它與鎮氣量B和入口壓力P有關,一般泵在氣鎮時的允許入口壓力為(2～4)×10E+3 Pa,個別達到7×10E+3 Pa。

     圖3 給出了H2150泵在鎮氣量B與抽速S之比為6%時的消耗功率與入口壓力之間的關系曲線,從圖中可以看出,在泵的功率消耗中,氣鎮消耗功率是一個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大的比例,尤其在低壓時,氣體壓縮量很小,泵的功率絕大部分都消耗在磨擦損失上。據有關資料介紹,磨擦功約占總消耗功率的(25～30)%。

機械磨擦損失

       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、滑閥與導軌之間、導軌與泵體(小缸)之間的磨擦損失。它與二個相互摩擦的零件之間的間隙有關,從這個角度出發,為了減少磨擦損失,間隙應取大一些為好,但又容易造成泵性能的下降,因此間隙應相互兼顧。需要指出的是,有時間隙偏大,對極限壓力的影響并不大,但對抽速會有一定的影響。

       機械磨擦損失與泵的入口壓力(即零部件所受的力)有很大關系,也與零部件的質量與粗糙度有關。其中偏心輪與滑閥(環)、滑閥(桿)進氣側與下導軌之間的磨擦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)之間安裝滾動軸承的嘗試。

軸承磨擦損失

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

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

油磨擦損失

      在參與機械磨擦的各零部件的間隙中,工作時充滿了真空油,它既參與了磨擦,減少了機械磨擦,還參與了壓縮。因此進油量的大小也足以影響泵的功率消耗,當進油量過大時,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,在滑閥泵標準中規定泵的工作環境溫度為5～40℃,也即要求泵在5℃時能正常起動。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℃時的瞬時起動功率為33.4kW。該公司為412H所配套的電機有二種,即7.5kW 和11kW。考慮到我國的使用環境和工作條件,泵出口到我國時均選配11kW電機。