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涡旋干式真空泵介绍

涡旋压缩机与涡旋干式真空泵有基本相同的机械结构。

20世纪90年代初，世界上首台涡旋真空泵推向市场，涡旋技术由此开始作为一种新型真空获得技术在世界范围内被推广应用。2001年，我国的东北大学与中国科学院沈阳科学仪器研制中心联合研制生产了第一台国产干式涡旋真空泵。

涡旋干式真空泵的结构、工作原理和涡旋压缩机相同，按两涡旋盘运动方式的不同可分为两种类型:公转型和回转型。

公转型涡旋真空泵中的一个涡旋盘固定不动，称为静涡旋，另一个涡旋盘称为动涡旋盘。电机带动曲轴旋转，曲轴推动动涡旋盘基圆圆心绕静涡旋盘基圆圆心做半径为r(两涡旋盘之间的径向距离)的圆周运动，由防自转机构限制动涡旋盘不能自转。此时泵的极限真空度较高，并随电机转速的变化，极限真空度变化较小。回转型涡旋真空泵中两个涡旋盘都是动涡旋盘，它们同步同方向各自绕自身基圆圆心旋转，相对运动仍为公转平动。两种类型的涡旋真空泵，公转型结构简单、零件少，回转型结构复杂、零件多。目前多数厂商的涡旋真空泵产品都为公转型。

涡旋于泵的基本结构如主要包括静涡盘、动涡盘、曲轴、防自转机构、进排气口等部分。气体在由静涡旋和动涡盘组成的月牙腔内被压缩，静涡盘固定在机架上，在静涡盘的周边开有吸气口，静涡盘和动涡盘的涡旋体中心部开有排气口。动涡盘受防自转机构的约束始终保持固定位置。

动涡旋盘上只有一面有涡旋齿为单面涡旋泵，动涡旋盘上两面都有涡旋齿为双面涡旋。与静涡盘配合就形成了两个动、静涡盘副，可以制成两级压缩的形式。与单面相比，双面涡旋泵有较高的抽速和自平衡轴向力的优点。但是，由于很高的结构对称性要求，双面涡旋盘的加工制造比较困难。在双面涡旋真空泵的结构中，动涡旋中心要安装两个轴承，轴承和真空室直接相连，即使使用动密封，也会造成返油现象，污染真空环境和影响极限真空度，要考虑轴承因真空引起的变形，使用真空轴承，轴承长期在真空条件下工作，会降低轴承的寿命。双面涡旋真空泵要求曲轴较长，这增大了曲轴的加工制造难度和成本，如果曲轴稍有变形，就会在很大程度上影响侧向间隙，从而影响极限真空度，甚至出现碰齿现象。在单面涡旋真空泵中，轴承可与真空室隔开，这样清洁度和极限真空度得到提高。

而且单面涡旋真空泵的结构简单，动涡旋盘和静涡旋盘之间容易拆装，密封条的替换比较容易。再者，单面涡旋真空泵的曲轴较短，使得加工制造难度和成本降低。但是，单面涡旋真空泵的曲轴没有穿过动、静涡旋盘，不能用一个电机带动静涡旋盘处的冷却风扇，需要另设电机带动冷却静涡旋盘的风扇。同时，动涡旋盘不能自平衡轴向力，主轴受力较复杂，振动较大，降低了轴承寿命。

涡旋盘的涡旋齿有单头、多头之分。单头涡旋齿涡旋盘，在需要较高清洁度和极限真空度时具有显著的优势。与多头涡齿相比，单头涡旋齿工作腔数少，吸气量小。单头涡旋盘结构简单，加工制造难度较低，成本低。涡旋齿圈数多，密封效果增强，清洁度和极限真空高，压缩比大。多头涡旋齿涡旋盘，在较大吸气量的场合下具有显著的优势与单头涡旋齿相比，多头涡旋齿的优点有:形成的工作腔数多，吸气量大工作过程更为平稳，所受气体力波动变化小，热力性能高;结构紧凑，涡盘的外径小;转速低，两涡旋盘间的相对滑动速度小，进而摩擦功耗低、损小，运行可靠性高:主轴偏心距小，偏心转子易平衡，动力特性好;单条涡旋齿圈数少，压缩比小;涡旋齿占据涡旋盘的空间范围增大，涡旋盘面积利用率降低;工作腔数量增加，同一工作腔内的容积变化率增加，压缩进程加快。