螺杆泵的结构

螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转， 两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。

由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间， 就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情形那样，这就是螺杆泵的基本工作原理。

螺杆真空泵它利用一对螺杆，在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备，两螺杆经精细动平衡校正，由轴承支撑，安装在泵壳中，螺杆与螺杆之间都有一定的间隙，因此泵工作时，相互之间无磨擦，运转平稳，噪音低，工作腔无需润滑油，因此，干式螺杆泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉尘的气体场合，极限真空更高，消耗功率更低，具有节能，免维修等优点。它是油封式真空泵的更新换代产品。

一、产生和优点

目前各种真空泵的发展愈来愈受到真空应用场合的影响，一般的真空系统无法满足清洁无油及耐腐蚀的要求，因此近年来干式真空泵市场需求量很大,真空获得产品已经出现更新换代的局面,大量的有油真空系统已被无油清洁的真空系统所代替。国外几乎每一家较大的真空公司都生产各种不同型式的干式真空泵.螺杆真空泵属于非接触型干式泵,是20世纪90年代初期出现的一种理想的泵种,以其抽速范围宽、结构简单紧凑、抽气腔元件无摩擦、寿命长、能耗低、无油污染等优点。

干式螺杆真空泵由于其优越的性能，在欧美和日本目前已经成为微电子、半导体、制药、精密加工等行业首选真空获得设备，日本在螺杆压缩机基础上，很早就研发出了真空泵的多头转子型线，并投入市场。德国几家真空设备公司也逐步的开发出了等螺距、变螺距转子型线，并在转子和机体冷却方面做了很多研究。螺杆泵的技术关键问题。中国的威海智德真空科技有限公司在2008年也将螺杆真空泵的生产进入批量化生产，在化工制药等行业得到很好的应用。

二、主要结构

传动轴连接主动转子，通过同步齿轮带动从动转子旋转，在壳体上开有冷却水通道，用来冷却转子和排气口温度，同步齿轮及轴承用油润滑，轴承和壳体内部通过密封件来密封以达到无油的效果。干式螺杆真空泵同无油螺杆压缩机在密封和润滑上结构类似，一般真空泵的排气端用机械式密封件，进气侧通常用双唇形密封件。在传动方式上，目前通用的是直连电机，用联轴器与转子连接，极少数用皮带或者传动链传动。 等螺距螺杆泵由于无内压缩过程，排气温度非常高，如冷却效果不好，会造成转子和机壳变形，影响抽气效果。冷却机壳是必不可少的一个环节，水冷是最常见的方法，在机壳本体、轴承外侧通冷却水，可以达到冷却壳体进而冷却转子的目的。

三、国内外生产公司概况

1、威海智德真空科技有限公司是中国最早研发干式螺杆真空泵的企业，从2004年起便开始进行型线与结构性能方面的研究。在2007年国内干式螺杆真空泵的市场基本被国外厂家占据的时候，公司投入大量资金将该产品转入批量化的生产，并得到国家的大力支持获得各类省级国家级科技奖项和资金。公司生产的GENT干式螺杆真空泵极限真空更高，消耗功率更低，具有节能，免维修等优点。它是油封式/喷射式/水环式真空泵的更新换代产品，在国内各大制药和化工企业得到大量应用。针对不同工艺条件，其过流部件（即转子和泵体等与气体接触的部分）均有防腐涂层，包括镍磷涂层和PTFE两种。

2、德国莱宝公司在2002年底正式推出的SREWLINE系列螺杆式无油压缩真空泵是一种专门为工业应用(非半导体应用)设计的干式泵，它是一种全新的设计，是专门用来解决工业应用中艰苦的真空问题，如粉尘、焦油等。此泵也是采用变螺距转子，有内压缩过程，泵腔内无轴承和密封，大大降低了故障率，泵腔内没有内部阀门，因而耐粉尘和焦油能力强，此泵的螺杆采用内部中空冷却，可以降低转子温度和热变形，螺杆寿命长。

3、德国普旭公司的COBRAN系列螺杆泵，制程工艺最理想的真空泵，特别适用于化工和制药行业的各工艺流程。普旭是世界上最大的真空泵、鼓风机和压缩机的供应商之一，真空泵的质量较高，相比其他厂家，在欧洲市场占有率极高，价格偏贵。

4、德国里奇乐的VSA/VSB系列，VSA系为等螺距转子，市场评价较好，性能稳定。VSB系列是变螺距转子设计（非线型齿形设计），同其他几家一样，通过内压缩来改变泵的功耗和排气温度，不用两级压缩中间冷却，单级即可实现很高的真空度。在密封件上做了改进，静态密封元件优选Viton材料，在有特殊要求的情况下选择PTFE或者添加有PTFE的密封件。动态密封元件在真空泵吸入侧用双密封唇；真空泵排气侧用简单的带有防止气体外溢的密封圈，以防止固体物质进入泵内。

干式螺杆真空泵是技术含量非常高的科技产品，其制造的难度集中在两螺杆的型线设计和加工过程中。螺杆真空泵的内核部分——螺杆转子，是三维立体结构，要求在螺杆研发设计中采用三维曲面数学模型进行设计和求解，通过三维数学模型形成的实体加工需要在五坐标联动的数控设备上加工，设备造价昂贵、同时该设备的进口也受发达国家技术封锁的限制。为了能够在国产的三维数控设备上加工，需要将三维立体曲面模型方程通过傅立叶变换，求解转化为某断面的二维数学模型，方可应用于实际生产加工过程。整个螺杆真空泵的设计和加工过程，是一个极其复杂的理论求解和数控过程，技术含量相当高，同时螺杆泵的整机控制也是涉及了光、机、电等多领域的技术。由于螺杆真空泵的技术特点，采用双螺杆转子形成真空，因此，具有其他真空获得设备所无法比拟的技术优势。

螺杆式压缩机是一种新型的压缩机，主要由转子、机体、吸气和排气端座、滑阀、主轴承、推力轴承、轴封、平衡活塞等构成，如图 4-17所示。壳体就是压缩机的汽缸体与底座，内壁的断面呈横8字形，水平配置按一定传动比反向旋转的螺旋形转子；一个为凸齿，称阳转子；另一个为齿槽，称阴转子。外部铸有冷却水套或散热片，在汽缸的前后端盖上设有吸气、排气管和吸气、排气口。在底部设有排气量和卸载用的滑阀机构。在滑阀上还设有向汽缸喷油用的喷油孔。

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图4-17 螺杆式压缩机结构

1.平衡活塞 2.吸气端座 3.阴转子 4.机体 5.阳转子6.主轴承 7.排气端盖 8.推力轴承 9.轴封10.滑阀

NOVA ROTORS srl螺旋泵

图：http://www.51clean.com/co_cp_view.asp?id=1042

螺旋离心泵螺旋离心泵

图：http://www.kdhb.com/pro/show.asp?id=91&zt_up=泵类产品

图6 螺杆泵的抽气原理

② 矩形螺旋式真空泵

如图7 所示, 有矩形断面的右螺旋和左螺旋的一对转子相啮合, 由同步齿轮带动实现非接触式的高速运转, 气体由上侧进入, 在泵腔内压缩由

图7 矩型螺旋式真空泵

转子下端排除,转子旋转一周排气一次。转子和泵体内表面形成一种螺旋密封结构, 矩形断面间隙泄漏较少,故可得到较高的压缩比, 泵的压缩比和抽速与转子的螺旋导角,转子与泵体的间隙,螺旋的啮合率,螺旋圈数,转子直径和旋转速度等因素有关。由于它的螺旋圈数多, 比上述的螺杆式干泵的压缩比高, 而抽速低, 这种泵可从大气压抽到极限压力10-1Pa,抽速为40～80m3/h的泵有市售。

图：http://www.chvacuum.com/pumps/jixie/03779.html

通常我们所说的螺杆压缩机即指双螺杆压缩机，在压缩机的主机中平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子，通常把节圆外具有凸齿的转子（从横截面看），称为阳转子或阳螺杆；把节圆内具有凹齿的转子（从横截面看），称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子作为主动转子，由阳转子带动阴转子转动。转子上的球轴承使转子实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。转子两端的圆锥滚子推力轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力和轴向力。在压缩机主机两端分别开设一定形状和大小的孔口，一个供吸气用的叫吸气口；另一个供排气用的叫排气口。

螺杆压缩机是由瑞典皇家工学院教授Lysholm于1934年发明的。由于设计、制造水平的限制，六十年代以前螺杆压缩机发展比较缓慢；六十年代初喷油技术被引入螺杆压缩机，降低了螺杆转子型线加工精度的要求，同时对机组的噪声、结构、转速等产生了有利影响。目前喷油螺杆压缩机已成为空气动力、制冷空调行业中的主要机型，在中等容积流量的空气动力装置及中等制冷量的制冷装置中，螺杆压缩机在市场上已占领先地位。【TOKA特高牌空压机】