无论是进口旋片式真空泵还是进口往复式真空泵,气阀都是非常重要的部件,它对进口真空泵运转的可靠性、经济性有很大的影响。设计好的气阀不但寿命长,运转可靠,而且阻力损失小;设计不好的气阀,其流动阻力损失可高达轴功率的15%以上,且寿命短,运转可靠性差。进口真空泵的气阀和容积式压缩机的气阀很相似,目前压缩机的气阀设计已比较成熟,雅之雷德把某些研究成果应用在进口真空泵的气阀设计上。
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1、气阀阀片的运动规律
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以进口往复真空泵的进气阀为例,讨论气阀阀片的运动规律。当活塞运行到一定位置时,气阀阀片两侧的气体压力差超过气阀弹簧力,阀片开始启动直到与升程限制器相撞,此时阀片产生一个轻微反弹,然后阀片在气流顶推下,再次改变方向,回到升程限制器上,并保持一段时间,直到活塞接近止点位置时运动速度下降, 气缸内外气体压力差下降,阀弹簧力超过气流对阀片的顶推力时,阀片断开始关闭,直到zui后落到阀座上关闭。如果设计时气阀的主要参数选择不合理,或者运转工况远离了设计工况,此时会出现阀弹簧力过大或过小现象。前者造成阀片颤振,后者造成阀片延迟关闭, 这样不仅影响真空泵的经济性,还会大大降低气阀的寿命。
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2、气阀阀片运动规律的数学模型及其解
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为了设计出阀片运动规律合理的气阀,首先建立好凯德真空泵气阀阀片运动规律的数学模型。实际的进排气过程是相当复杂的,为此先作适当的简化。
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2.1进排气过程时间很短,可视为绝热过程
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2.2气体状态一般小于常压,压力较小,可视为理想气体,比热为定值
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2.3阀室内无压力脉动
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2.4阀片只作单自由度的平动,且多环时各环运动是同步的
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