干式罗茨真空泵磁流体密封的研究

本文设计了干式罗茨真空泵的磁流体密封，对磁流体密封磁场进行了有限元分析，针对不同文献中磁流体密封耐压公式的不严密甚至错误，作者对磁流体密封耐压公式进行了严密推导，在实验台上验证了磁流体真空密封的效果、耐压能力及转速对真空度的影响。本设备近十年的连续运转证明：在干式罗茨真空泵采用磁流体密封效果良好。     

爪型干式真空泵磁流体密封的研究

爪型干式真空泵的传动轴轴头外伸部分通过泵盖处的动密封很重要,该处密封性的好坏直接决定整个泵的密封性能。现有的爪型干式真空泵基本上都是采用垫片密封、填料密封、机械密封、骨架密封或活塞环复合密封,这些密封方式都属于接触式密封,密封件在泵腔内摩擦容易损坏,密封件需要定期更换,严重影响真空泵工作效率,也造成资源浪费。针对这些问题,提出了将磁流体密封技术应用在爪型干式真空泵上,成功地解决了现有爪型干式真空泵的密封问题,使其在满足工作要求的情况下大大地延长了使用年限。     

气体隔离式磁流体液体旋转密封的耐压能力研究北大核心CSCD

磁流体旋转密封用于密封液体时,直接接触的磁流体与被密封液体相互作用导致两种流体界面不稳定性发生和增长,耐压能力较差。为提高磁流体对液体介质的密封性能,设计了可避免磁流体与被密封液体直接接触的气体隔离式磁流体密封,对结构中不同密封间隙内的磁场分布进行了仿真分析,得到了该结构各间隙下的最大理论耐压能力,搭建了气体隔离式磁流体密封实验台,在该实验台上进行了磁流体密封液体介质的耐压能力实验。理论与实验研究结果表明,气体隔离式磁流体密封结构对液体介质的耐压能力近似于磁流体密封对气体介质的耐压能力。气体隔离式磁流体密封有效提高了磁流体密封液体的耐压能力。     

气体隔离式磁流体液体旋转密封的耐压能力研究

磁流体旋转密封用于密封液体时,直接接触的磁流体与被密封液体相互作用导致两种流体界面不稳定性发生和增长,耐压能力较差。为提高磁流体对液体介质的密封性能,设计了可避免磁流体与被密封液体直接接触的气体隔离式磁流体密封,对结构中不同密封间隙内的磁场分布进行了仿真分析,得到了该结构各间隙下的最大理论耐压能力,搭建了气体隔离式磁流体密封实验台,在该实验台上进行了磁流体密封液体介质的耐压能力实验。理论与实验研究结果表明,气体隔离式磁流体密封结构对液体介质的耐压能力近似于磁流体密封对气体介质的耐压能力。气体隔离式磁流体密封有效提高了磁流体密封液体的耐压能力。     

磁流体密封的磁路设计及磁场有限元分析

为了在磁流体密封结构的密封间隙内获得最大的磁能积以及提高磁流体密封的耐压能力,在磁路设计理论和磁流体密封理论的基础上,对一种并联型的磁流体密封结构进行磁路设计,采用有限元法数值计算出磁流体密封结构中的磁场从而计算出磁流体密封耐压能力,并对计算结果进行了分析和讨论。结果表明:极靴与永磁体结合处的漏磁以及中间极靴轴向长度较短,导致中间极靴与两侧极靴下密封间隙内的磁感应强度差成非线性关系,也导致了磁路法低于有限元法计算出的磁流体密封耐压能力;中间极靴下密封间隙内磁感应强度较大导致两侧极靴下密封间隙内的磁感应强度差近似相等。     

转轴转速对磁流体液体动密封耐压能力影响的实验研究

在磁流体液体动密封过程中,转轴的旋转引起磁流体与被密封液体的相对运动,在液-液界面处产生剪切力,使界面出现不稳定现象,易导致磁流体密封耐压能力下降。为进一步研究转轴转速对磁流体液体动密封耐压能力的影响,本文从理论上推导出液-液界面处磁流体所受的剪切力与转轴转速间的关系式,并设计出用于密封液体的磁流体密封结构,搭建了磁流体动密封实验台,实验研究磁流体密封液体的耐压值与转轴转速间的关系。实验表明,随着转轴转速的升高,磁流体密封液体耐压能力下降。转轴从静止到转轴转速为1500 r/min时,耐压值比较稳定,下降较小;转轴转速从1500到3000 r/min时,耐压值明显下降。     

密封间隙对磁流体耐压能力的影响

本文对磁流体密封的一般规律进行了概述，重点进行了密封间隙在不同转速，零件加工质量情况下，磁流体密封装置耐压能力的研究，得出了密封间隙过小，不但不能提高耐压能力，反而会有所下降的结论。     

湿式罗茨真空泵转子型线研究

本文论述了湿式罗茨真空泵特点，多圆弧──渐开线转子型线参数，并对该型线参数进行分析，给出了不同Ｄｍ／Ａ值下的λ—ａ及γ—ａ值表，还绘制了函数λ＝ｆ１（ｚ，α）和γ＝ｆ２（ｚ，α）两个曲线图。应用这些数据表或曲线图，可进行湿式罗茨真空泵转子型线参数选择，也可以对圆弧──渐开线型罗茨增压真空泵转子型线、直排大气气冷罗茨真空泵转子型线以及罗茨鼓风机转子型线的参数进行选择。文中最后给出一湿式罗茨真空泵转子型线参数选择实例。     

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。     

特殊类型的罗茨真空泵

本文简略地介绍了近几年来我所设计和研制的三种特殊类型的罗茨真空泵，即１５０Ｌ／ｓ双级罗茨真空泵、３００ Ｌ／ｓ真空电机罗茨泵、 ６００Ｌ／ｓ屏蔽电机罗洪泵这三种泵。相应地解决了目前生产的普通罗茨泵很难解决的问题。１５０ Ｌ／ｓ双级罗茨泵的研制成功，就解决了普通罗茨泵不能在高压强下运转的问题，它不但可以在高压强下运转，而且可以从大气下启动。３００Ｌ／ｓ真空电机罗茨泵能很好的解决动密封泄漏问题，泵低压运行又提供了安全可靠的条件。６００Ｌ／ｓ屏蔽电机罗茨泵同样很好的解决了动密封泄漏问题，又可在常压下运行，给用户带来一些方便条件。这三种泵的性能又都优于普通的罗茨泵，笔者认为这三种泵今后会更有发展前途的。     

罗茨真空机组预抽阶段的抽气特性比较研究

针对罗茨泵真空机组在启动预抽阶段的三种工作模式——旁通式、直通式和变频式,分别建立了简化计算模型,推导得出罗茨泵进入正常稳态工作之前罗茨机组的有效抽速计算公式,以及被抽容器的抽气时间计算方法.通过一个计算示例,对比得出了三种不同启动预抽方式的压力-时间曲线,结果表明,直通式、旁通式、变频式工作模式下容器的抽气时间依次减...     

罗茨真空泵的最大允许压差和溢流阀压差

文章分析了影响提高罗茨真空泵最大允许压差因素，提出了解决方法。介绍了带溢流阀罗茨泵的特点和溢流阀压差的试验方法，明确提出应对带溢流阀罗茨泵考核溢流阀压差。     

Vakuum‐Lineardurchführungen mit Magnetflüssigkeitsdichtungen

Vacuum linear feedthroughs with magnetic fluid seal A magnetic fluid sealed feedthrough is a device that transmits linear motion into a vacuum chamber with minimal frictional resistances and minimal contamination level.They are widely employed in high and ultra‐high vacuum equipment among others in semiconductor fabrication industry and robotics applications. The operating conditions of magnetic fluid seals during reciprocating motion are so different from those with rotating motion that the use of their conventional structures for reciprocating motion seals yield no good results. Analysis of sealing mechanism of magnetic fluid seal in reciprocating motion shows that the operation of these seals is affected by the carry‐over and the magnetic fluid deformation in the sealing gap, which depends on the velocity of reciprocating motion. The reduction of magnetic fluid quantity in the sealing gap,caused by the reciprocating motion of the shaft is reason of the seal failure. In the paper a short characteristic of magnetic fluid sealing technology , principle of sealing, behaviour of the ferrofluid and seal failure mechanism in the linear motion of the shaft are given. Moreover some new structure designs of vacuum linear feedthroughs with magnetic fluid seals, which have practical application value are presented.     

两叶与三叶转子气冷式罗茨真空泵气动噪声分析

气冷式罗茨真空泵的噪声主要由机械噪声和气动噪声组成,气动噪声具有强度高、危害大的特点,是气冷式罗茨真空泵的主要噪声.应用FLUENT软件动态模拟泵的内部流场,对两叶、三叶转子的气冷式罗茨真空泵的气动噪声进行比较,分析气动噪声产生的来源,为设计低噪声的气冷式罗茨真空泵提供参考.同时对两种转子的气冷式罗茨真空泵的噪声进行测试,三叶转子的气冷式罗茨真空泵的噪声明显低于两叶转子的气冷式罗茨真空泵.     

Das Vakuumsystem der TOSKA-Spulentestanlage

Plasma confinement in fusion reactors requires large magnetic fields which are generated by superconducting solenoids. The coils of the future reactor ITER have a size of some 18 m × 10 m. Their construction is a technical challenge: the body of the coil suffers from large mechanical forces, originating from the magnetic field, as well as substantial thermal stress resulting from the cooling to 4.2 K. Nevertheless, the coils are required to be absolutely vacuum tight since no loss of the refrigerant helium is permissible. In the Research Center Karlsruhe (FZK) prototype coils are tested in operation under high vacuum conditions. The test chamber has a volume of 170 m³. It is pumped by an oil diffusion pump with a nominal pumping speed of 16 000 l/s. As fore and roughing pumps, a combination of Roots and rotating vane pump are employed. The available effective pumping speed of the oil diffusion pump has been measured by two different procedures: via the resulting equilibrium pressure in case of an injected stationary gas flow, and via the time-dependent decrease of pressure during pump-down. The measurements give an effective pumping speed of some 2 000 l/s. The main reason for the small pumping speed (as compared to the nominal value) is the small conductances of the inserted vacuum components and baffles. When the heating power of the oil diffusion pump is reduced to one half, the pumping speed decreases only slightly, whereas the maximum throughput decreases to one third.     

关于真空除气使用的真空泵情况分析与讨论

为使真空泵的抽气能力能最大程度适应除气过程,在选用真空泵时需考虑到搅拌气体数量、设备表面放气和设备的漏气率。随着钢液真空处理技术的发展,能保证高效率、有效地脱除钢液中的气体成为迫切的问题。由于抽出气体有灰尘,维修次数多等综合因素,应采用抽气能力大、运转可靠性强、结构简单的蒸汽喷射泵而非机械泵。但近年来,钢液真空处理真空设备由于干式机械泵抽气能力过大、高温高湿、易燃易爆等问题存在,仍多采用喷射系统。因此今后对于罗茨泵的选型、配置、压缩比的分配与确定、温升计算、效率计算、转矩计算以及转速控制等方面应进行进一步研究以解决实际问题。     

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-150A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.     

Verhinderung von Ölrückströmungen in Wälzkolbenpumpen

Prevention of oil backflow in Roots pumps - Residual gas analysis by quadrupole mass spectrometry In industrial vacuum applications too, there is a growing trend towards dry, oil-free, pump systems. But what does oil-free mean? All bearings and gearboxes used in roots and screw pumps require lubrication with oil or grease. While constructive measures are implemented to avoid contamination of the process gas by back-flowing lubricants from the pumps, no tests have yet been carried out on complete pumping stations to confirm their effectiveness. With the help of this report it is possible for the first time to make qualitative statements about the oil-free nature of dry pumping stations.     

罗茨真空泵试车与运行

介绍了干气提浓装置变压吸附工序中抽真空设备罗茨真空泵,通过对罗茨真空泵气密、试车、运行过程中出现问题的讨论,提出一些解决办法和改进措施,确保泵组的安全平稳运行以及装置的长周期运转。     

真空镀膜设备用磁流体密封组件设计使用中的若干问题探讨

就真空镀膜设备中应用磁流体密封技术的若干问题进行了探讨.