無論是進口旋片式真空泵還是進口往復式真空泵, 氣閥都是非常重要的部件, 它對進口真空泵運轉的可靠性、經濟性有很大的影響。設計好的氣閥不但壽命長, 運轉可靠, 而且阻力損失小; 設計不好的氣閥, 其流動阻力損失可高達軸功率的15% 以上, 且壽命短, 運轉可靠性差。進口真空泵的氣閥和容積式壓縮機的氣閥很相似, 目前壓縮機的氣閥設計已比較成熟, 可把某些研究成果應用在進口真空泵的氣閥設計上。
1、氣閥閥片的運動規(guī)律
以進口往復真空泵的進氣閥為例, 討論氣閥閥片的運動規(guī)律。當活塞運行到一定位置時, 氣閥閥片兩側的氣體壓力差超過氣閥彈簧力, 閥片開始啟動直到與升程限制器相撞, 此時閥片產生一個輕微反彈, 然后閥片在氣流頂推下, 再次改變方向, 回到升程限制器上, 并保持一段時間, 直到活塞接近止點位置時運動速度下降, 氣缸內外氣體壓力差下降, 閥彈簧力超過氣流對閥片的頂推力時, 閥片斷開始關閉, 直到zui后落到閥座上關閉。如果設計時氣閥的主要參數選擇不合理, 或者運轉工況遠離了設計工況, 此時會出現(xiàn)閥彈簧力過大或過小現(xiàn)象。前者造成閥片顫振, 后者造成閥片延遲關閉, 這樣不僅影響好凱德真空泵的經濟性, 還會大大降低氣閥的壽命。
2、氣閥閥片運動規(guī)律的數學模型及其解
雅之雷德為了設計出閥片運動規(guī)律合理的氣閥, 首先建立真空泵氣閥閥片運動規(guī)律的數學模型。實際的進排氣過程是相當復雜的, 為此先作適當的簡化。
2.1 進排氣過程時間很短, 可視為絕熱過程
2.2 氣體狀態(tài)一般小于常壓, 壓力較小, 可視為理想氣體, 比熱為定值
2.3 閥室內無壓力脈動
2.4 閥片只作單自由度的平動, 且多環(huán)時各環(huán)運動是同步的
