严格密封型干式螺杆真空泵转子型线专利说明

干式真空--个人整理、总结目录干式真空泵及现状1.往复式干泵 (3)2.爪式干泵 (4)3.多级罗茨泵 (5)4.干式螺杆真空泵 (5)5.涡旋干泵 (7)6.涡轮式干泵 (8)7.分子泵 (9)干式真空泵是清洁真空获得设备的代表，在各类真空泵的市场份额中占23%，年增长率超过15%。

干式泵的主要应用领域有半导体、化工、薄膜、仪器、医药、食品等行业。

1.往复式干泵往复式干泵是往复式真空泵（又称活塞式真空泵）的一种，依靠气缸内的活塞作往复式运动来吸入和排出气体。

往复式干泵的主要特点是①结构简单，易于操作，价格便宜；②工作过程中不产生粉尘；③耐粉尘，排水蒸气压力强；④流量跨度较大。

但这种泵又具有往复式真空泵易损件多，寿命短，可靠性差，效率低等特点。

往复式干泵最常见的就是活塞干泵（Dry Piston Vacuum Pump）和无油隔膜泵（Oil-Free Diaphragm Pump）可抽除He，H2，Ar和N2等气体，可作为涡轮分子泵、低温泵的粗抽泵和前级泵使用。

活塞干泵（Dry Piston Vacuum Pump）的典型代表为莱宝（EcoDry系列）和普发（Pfeiffer XtraDry系列）。

EcoDry系列泵，流量在11m3/hr至48m3/hr之间，极限真空度为5.5Pa。

XtraDry系列泵，两级活塞泵流量为13m3/hr，极限真空度为103Pa(10mbar)，四级活塞泵流量为7.5m3/hr,极限真空度为10Pa。

主要作为气体分析泵及高真空泵的前级泵使用。

无油隔膜泵（Oil-Free Diaphragm Pump）主要有普发(Pfeiffer)的MVP系列，凯孚(KNF)的Laboport系列以及莱宝(Leybold)的DiVac系列。

此类泵主要应用在实验室及作为分子泵的前级泵使用。

实验室应用主要有旋转蒸发器(rotary evaporators)、真空干燥箱(drying chambers)、真空过滤设备(filtration units)、真空蒸馏设备(vacuum distillation configurations)、凝胶干燥(gel drying)、真空升华(sublimation)、疏散真空干燥(evacuating desiccators)、分析仪器(analysis preparation)、流体灭菌(stream sterilization)、小样本真空冷冻干燥(small sample freeze drying)及其他医疗应用。

目录中文摘要 0英文摘要 (1)1 绪论 (2)1.1.课题背景及研究意义 (2)1.2 课题研究方向 (2)2 螺杆干式真空泵的设计 (4)2.1 转子的设计 (4)2.2 转子尺寸计算 (6)2.3 腔体的设计 (7)2.4 齿轮的设计 (7)2.5 气道的设计 (8)2.6 轴承的设计 (9)2.7 密封件的设计 (10)2.8 电机的选择 (10)3 参数计算 (12)3.1 排气量 (12)3.1.1 理论排气量 (12)3.1.2 实际排气量 (12)3.2 轴的强度计算 (13)3.3 极限真空度、功率及冷却水量 (13)4 转子温度场有限元分析 (15)4.1 ANSYS中有限元的计算方法 (15)4.2 转子温度场的有限元计算 (15)4.2.1 建立数学模型 (15)4.2.2 实体几何模型 (17)4.2.3 网格划分 (17)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (22)S-400螺杆真空泵设计摘要：近年来，随着科技的发展，干泵的需求越来越大。

本文介绍的螺杆干式真空泵具有一系列的优点。

1，抽气腔内无任何工作液，可输送高粘度的物质;2，无油蒸汽排放，保证了外部环境的清洁;3，由于转子之间留有间隙，所以能用于烟尘，侵蚀性，有害的气体。

本次干式螺杆泵设计要点是转子，气道结构和密封系统[]1。

关键词：干式真空泵；螺杆；吸气；排气Abstract:Recently,the growing demand for dry pump with the development of science and technologyThis article describes the screw dry vacuum pump with a series ofadvantages1,There is no operating fluid in the extracting chamber,it can deliverhigh-viscosity material.2,There is no oil vapour outlet, it can guarantee out side clean.3,It can extract gas containing dust ,corrosivity ,and poison ,because it hassmall gap between tooth face of male and female rotors.The main factors for this dry screw vacuum pump design are rotors,airwaystucture and sealing system.Keywords:dry(oil-free)vacuum pump；screw；inlet；outlet1绪论泵的发展有接近110年的历史了，随着科技的发展，泵的种类也在飞速多元化，从最初的旋片泵到具有抽高真空能力的罗茨泵，螺杆泵，仿佛一切都是来的那么突然又有条不紊。

螺杆真空泵的操作使用说明一、概述BSU装置新增两台螺杆真空泵，分别用于300#常压蒸馏单元（位号P-9301B，型号NC0100B）和400#减压蒸馏单元（位号P-9411，型号NC0630B）。

（一）NC0100B螺杆真空泵的示意图如下：a.冷却水进口b.冷却水出口c.加油口d.油位镜e.放油口g.磁塞k.转子手动旋转塞n.流量调节器q.冷却水排气口r.冷却水排放口t.温度计K1.温度开关V1.温度调节阀1.进气口2.排气口3.真空泵专用油4.气障气体5.冷却水7.螺杆转子8.稀释气体（二）NC0630B螺杆真空泵的示意图如下：a.冷却水进口b.冷却水出口c.油箱呼吸口d.油位镜e.放油口 o.安全阀p.冷却液加注口 q.冷却液排放口 t.温度计 K1.温度开关 V1.温度调节阀1.进气口2.排气口3.真空泵专用油4.冷却水5.气障气体6.冷却液7.螺杆转子8.稀释气体二、工作原理螺杆真空泵是把两个经过严格动平衡校正、用轴承做支撑的螺杆，安装在泵腔内，并在两个螺杆之间留下合理的空隙。

设备在运转过程中，两个转子在泵腔内作同步高速反向旋转，由此来产生吸气和排气。

因为转子经过严格的动平衡校正，并且两个转子间也留下了合理的间隙，因此泵工作时，转子间不会产生磨擦，运转平稳，噪音低，并且工作腔内不需润滑油，消耗功率低，特别适用于环境及噪音要求比较高的场合。

原理图如下：三、主要技术参数（一）NC0100B螺杆真空泵的技术参数抽气速率110 m3/h极限真空压力0.05 mbar额定电机转速3000 RPM额定电机功率 4 Kw电源4Kw/380V/50Hz噪音70 dB冷却方式直接冷却温度开关设定值106℃（二）NC0630B螺杆真空泵的技术参数四、操作方法（一）开机前的检查与准备1、检查真空泵各个部件是否齐全；2、在不同油位视镜处检查油位，确认油位在油位视镜中线偏上约3mm处；3、检查确认真空机组各个阀门的状态；（1）工艺入口阀关闭（2）入口过滤器排污阀关闭（3）出口管线畅通，出口管排污阀打开（4）冷却水入口管线和出口管线阀门打开（5）氮气线阀门打开，吹扫气压力为0.5bar，氮封气压力为3bar，吹扫阀关闭（二）螺杆真空泵的开机操作步骤1、现场与中控联系，确认可以启动，通过现场操作柱启动按钮启动真空泵；2、关闭出口管排污阀；3、检查或调节氮封气流量，确认流量在2.5——3L/min；4、打开吹扫阀，确认流量计流量调至最大，吹扫5——10分钟后，关闭吹扫阀；5、打开工艺入口阀，切入系统；6、真空泵运转过程中，注意观察机体温度，可通过温度调节阀调节水量来控制温度（温度调节阀位于0刻度时水量最大，位于5刻度时水量最小），要求温度尽量控制在50——75℃，确保不超过80℃。

干式螺杆真空泵与往复泵特性对比泵型干式螺杆真空泵往复式真空泵工作原理两个螺杆转子以相反的方向向内旋转压缩，气体以低漩流的方式运送出去从而实现吸气和排气活塞在气缸内做往复运动不断改变气缸两端的容积，一端容积扩大吸入气体，另一端容积缩小排出气体；活塞与气阀的联合作用，周期地完成吸气和排气作用真空泵结构螺杆、壳体和端盖组成结构简单，整个螺杆泵头仅有一百个左右的零部件真空泵由气缸、活塞环、曲轴、活塞杆、十字头、吸气阀、排气阀机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件组成，结构复杂使用条件进气压力：大气压～0.1KPa进气温度：－20～90℃进气压力：大气压～15KPa进气温度：《50℃极限真空单级即可实现高真空，极限压力几个帕斯卡极限真空1300～2600帕斯卡抽气量可选泵型从一百到几千个立方每小时的抽量，相对抽量范围较宽，且可在大气压到一个毫巴压力范围内下保持大抽速常用泵抽气量高达2000方每小时左右，工作压力范围较窄，15KPa以下抽气效率急剧下降处理气体能力可以处理一定量的液体及小颗粒固体；温度适中，允许流程介质在泵内凝结，可夹带一定的液体，且可以安全排放几乎不能处理液体和颗粒，易造成活塞环和气缸出磨损或卡死安全性无火花防爆设计，采用PTFE密封和机械密封复合型设计，氮气密封吹洗保护，实现气体零泄露有摩擦部件存在，易产生火花，抽取易燃易爆气体时，安全性较差；自身密封结构原因，很难做到工艺气体零泄露腐蚀应用标准泵具有防腐涂层（如： PFA /Ni+Cr+Co等多种涂层），可以处理腐蚀性介质通常无防腐措施，有机物泵腔内聚合或积碳等，易造成故障；抽腐蚀性介质，真空泵需要根据工艺选择不同种类的密材料稳定性整个泵腔内无接触部件，没有工作部件的磨损，抽气效率稳定活塞等部件磨损是避免不了的，随着检修次数的增加工作真空度将不断下降，长时间使用抽气效率衰减泵内和排气温度水冷螺杆，泵腔内的温度120度，消音器后排气温度稳定且一般低于60度，在处理易燃易爆气体时安全可靠性更高气体温升速度梯度高，排气温度较高，压缩热聚集快，泵腔内温度很难控制，如排气阀故障泵腔内的温度会更高噪音噪音低噪音大,机组振动大日常维护保养几乎免维护。

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干式螺杆真空泵技术参数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：干式螺杆真空泵是一种由螺杆压缩机和真空泵融合而成的设备，广泛应用于真空蒸馏、真空蒸发、真空干燥等领域。

干式螺杆真空泵具有结构简单、操作方便、稳定性高等优点，逐渐成为很多行业的首选设备。

在选购干式螺杆真空泵时，了解其技术参数是非常重要的，下面就让我们来详细了解一下干式螺杆真空泵的技术参数。

一、流量参数流量是干式螺杆真空泵的核心参数之一，一般以立方米/小时或者升/分钟为单位表示。

不同规格的干式螺杆真空泵的流量参数差异较大，选择时要根据具体需求进行选择。

干式螺杆真空泵的流量大小直接影响到设备的真空度以及抽气速度，因此在选购时一定要确保流量参数符合实际需求。

二、抽气速度抽气速度是另一个重要的技术参数，通常以立方米/小时或者升/分钟来表示。

抽气速度越大，干式螺杆真空泵的抽气效果就越好。

在实际应用中，抽气速度与流量参数密切相关，选择时需要综合考虑。

三、极限压力极限压力是干式螺杆真空泵的一个重要参数，通常以帕斯卡（Pa）或者毫巴（mbar）来表示。

极限压力越低，说明干式螺杆真空泵的抽气能力越强。

极限压力与真空度密切相关，选购时一定要选择极限压力较低的干式螺杆真空泵。

四、功率功率是衡量干式螺杆真空泵性能的重要指标之一，通常以千瓦（KW）为单位表示。

功率大小会直接影响到干式螺杆真空泵的抽气效率以及运行成本，因此选择时要根据实际需要进行合理选择。

五、转速转速是干式螺杆真空泵的关键技术参数之一，通常以转/分来表示。

转速的大小会影响到干式螺杆真空泵的运转效果和生产效率，选购时需谨慎考虑。

六、冷却方式干式螺杆真空泵通常采用风冷式或者水冷式冷却方式，不同的冷却方式对干式螺杆真空泵的性能和使用寿命有着直接影响。

在选购时要根据具体的工况和环境条件选择合适的冷却方式。

七、外形尺寸外形尺寸是干式螺杆真空泵的重要技术参数之一，通常以毫米为单位表示。

不同规格的干式螺杆真空泵外形尺寸差异较大，选购时需根据实际安装场地和空间进行选择。

干式螺杆真空泵工作原理一、干式螺杆真空泵的概述干式螺杆真空泵是一种无油、无污染的真空泵，它采用双螺杆结构，通过螺杆间的啮合使气体被压缩并排出。

干式螺杆真空泵广泛应用于半导体制造、电子、光学、化学、医药等领域。

二、干式螺杆真空泵的结构干式螺杆真空泵主要由两个旋转的螺杆和一个静止的壳体组成。

其中一个螺杆为主动轴，另一个为从动轴。

主动轴由电机带动旋转，从动轴则随之转动。

两个螺杆之间形成的密封隙间距非常小，可以将气体压缩并排出。

三、干式螺杆真空泵的工作原理当电机启动时，主动轴开始旋转并带动从动轴一起旋转。

在两个相互啮合的螺杆之间形成了密闭的工作室。

当这个工作室与进气口相连时，气体就被吸入了工作室中。

当螺杆旋转时，气体被挤压并向出口排放。

当螺杆旋转到出口时，气体被排出真空泵。

这个过程一直持续到达到所需的真空度为止。

四、干式螺杆真空泵的优点1. 无油、无污染：由于干式螺杆真空泵没有油润滑，因此不会产生油雾和污染。

2. 节能：干式螺杆真空泵相比于其他类型的真空泵，其功率消耗更小，因此节能效果显著。

3. 稳定性高：由于其结构简单、运行平稳，并且没有易损件，因此干式螺杆真空泵具有很高的可靠性和稳定性。

4. 适用范围广：干式螺杆真空泵可以处理各种气体，包括易燃、易爆气体。

五、干式螺杆真空泵的应用1. 半导体制造：在半导体制造过程中需要使用真空设备进行各种工艺操作。

由于干式螺杆真空泵无油无污染，因此非常适合用于半导体制造。

2. 医药：在制药过程中需要使用真空设备进行各种工艺操作。

干式螺杆真空泵可以处理各种气体，因此非常适合用于医药制造。

3. 光学：在光学领域中，需要使用真空设备进行各种工艺操作。

由于干式螺杆真空泵具有高稳定性和可靠性，因此非常适合用于光学领域。

4. 化学：在化学领域中，需要使用真空设备进行各种工艺操作。

由于干式螺杆真空泵可以处理各种气体，因此非常适合用于化学领域。

六、干式螺杆真空泵的维护1. 清洁：为了保持干式螺杆真空泵的清洁和无污染，在使用前和使用后应对其进行清洁。

DP系列螺杆式真空泵说明手册DRYP螺杆干式真空泵安全说明1、在阅读说明手册之前请不要操作设备；2、务必掌握足够的安全防护警告和使用必要的安全设备，以避免在设备安装和操作过程中的危险。

警告小心警告警告听从安全命令不要接触灼热表面设备运转时，请将身体和衣物远离设备操作设备过程中必须注意防护措施注意以上安全说明标签贴在你所购买的设备上，请勿移除、覆盖或弄脏；如果不正确遵守以上警告，有可能会导致操作人员的人身伤害。

安全l 、应避免泵的管道法兰受到过重的压力；2 、在无防护装备的情况下不要操作机器，而且不正确转向也会损坏泵；3 、操作过程中不要让泵的抽气口暴露大气；4 、当泵与电机连接时，不要进行维护操作。

前言说明手册描述了DP 型螺杆干式真空泵的操作和维护过程中需要了解和遵守的指示和警告。

泵的操作和维护人员务必仔细阅读该手册，以规范操作和维护，延长设备使用寿命。

1 ．总体说明1.1概要螺杆干式真空泵通过两个旋转的螺杆，排出被吸入的气体形成真空，螺杆的端面轮廓形状包括了很多曲线．如阿基米德曲线、摆线曲线和圆弧，螺杆和螺杆之间、螺杆和泵体之间都存在一定的间隙，互不接触，平稳的旋转。

被抽气体被平稳顺畅的送到排气口排出泵外．泵的结构决定了泵油不会混入到被排出的气体中，电机的动力通过V 型皮带或联轴器驱动真空泵。

1.2结构●螺杆转子：螺杆转子是由高性能球墨铸铁铸造而成，由高精度数控机床加工，精密度高，正确的型线设计和高精度的加工是保证整机性能的关键。

螺杆经精密的动平衡试验。

●同步齿轮：同步齿轮是螺杆真空泵的最主要的部分之一，它用来保证两转子的同步旋转从而保持转子之间一定的间隙。

齿轮表面经高频淬火，然后由特殊的高精度磨削而成，噪音小。

●轴承：固定端采用的是双列角接触球轴承，伸缩端采用的是具有高负载能力的滚柱轴承。

这些轴承能够承受较高的转速和负载，以保证齿轮间和螺杆间的间隙。

●轴封：螺杆泵内部轴封采用的是双向唇型密封，可有效阻止流体的双向相互流动，保持流体成分一致。

目录第一章绪论.............................. 错误!未定义书签。

1.1 课题背景及研究意义.......................... 错误!未定义书签。

1.2 螺杆真空泵在国内外的研究现状与进展方向 (5)第二章螺杆干式真空泵转子型线的研究 (7)2.1 常见转子型线比较 (7)2.2 多头双边对称圆弧型线 (8)转子型线要素 (9)2.2.3 多头双边对称圆弧型线方程 (11)第三章螺杆干式真空泵工作原理 (15)第四章螺杆干式真空泵设计计算 (18)螺杆大体尺寸 (18)排气量 (20)理论排气量 (20)实际排气量 (20)进排气孔口 (21)轴向进气口 (21)轴向排气口 (22)极限真空度、功率及冷却水量 (22)轴的强度计算 (23)同步齿轮的设计计算 (23)齿轮尺寸计算 (23)齿轮强度校核 (24)参考文献： ................................ 错误!未定义书签。

螺杆式干式真空泵摘要：最近几年来在半导体工业和液晶显示器制造等工艺中，对清洁真空环境的要求愈来愈高。

如在半导体的等离子增强气相沉淀(PECVD)和反映离子刻蚀(RIE)工艺中，在液晶生产上利用的蚀刻制程和生产TFT荧幕电浆(PLASMA)的CVD制程中，不但要求环境清洁，而且还需要抽除大量含有微小颗粒及粉尘的反映生成气体。

这些问题都不是传统的有油泵所能解决的。

本文的研究对象——螺杆式干式真空泵，抽气腔内无任何工作液，保证了被抽暇间不受污染;无油蒸汽排放，保证了外部环境的清洁。

由于阴阳转子齿面间留有间隙，因此能够抽除含有粉尘，或有侵蚀性，有毒的气体。

作者要紧着重于以下几个方面的研究：干式螺杆真空泵的大体原理。

阴阳螺杆的型线研究。

螺杆端面型线采纳双边对称圆弧型线，推导出啮合原理的数学表达式，成立几何模型推导出端面型线方程，继而推导出螺旋齿面方程。

几何特性的研究等。

edwardsgxs干式螺杆真空泵工作原理
干式螺杆真空泵是一种常用的真空设备，广泛应用于许多工业领域。

它的工作
原理如下：
干式螺杆真空泵采用螺杆技术进行真空抽取。

它由两个相互啮合的螺杆组成：
主动螺杆和从动螺杆。

这两个螺杆通过电机的驱动进行旋转。

在螺杆的轴心之间形成一系列密封腔。

在泵的吸入端，气体通过进气口进入密封腔。

随着螺杆的旋转，气体被推进到
螺杆的排气端。

在这个过程中，气体被连续压缩并向外部环境排放。

中间互影相关信息描述
由于干式螺杆真空泵没有使用润滑剂，所以它不会产生任何油蒸汽或油污染物。

这使得它适用于对干净环境要求较高的应用，如电子、医疗器械和食品行业等。

此外，干式螺杆真空泵还具有高效、可靠、易于维护和操作等优点。

它可以提
供稳定的真空度，并在各种工况下工作。

然而，由于干式螺杆真空泵不适用于处理大量水蒸汽或可燃气体，因此在应用之前需要仔细评估其适用性。

总之，干式螺杆真空泵通过有效的螺杆设计和旋转运动实现真空抽取的工作原理。

它在工业领域中扮演着重要的角色，为各种应用提供了可靠的真空解决方案。

干式螺杆真空泵选择的注意事项一、干式螺杆真空泵的结构：干式螺杆真空泵内装有一对平行的螺旋状的转子，其中一件转子的旋转方向为右旋，另一件为左旋。

两个转子在泵体内通过一对齿轮保持同步反向旋转。

转子和转子之间，转子与泵体之间没有摩擦且保持一定的间隙，两个转子和泵体形成密封腔，密封腔的个数等于转子的旋转圈数。

两个转子在旋转时，与吸气口相连的密封腔空间在旋转过程中逐渐变小，气体被压缩到排气口，长时间运转时需向泵体及端盖的夹套内通入适量的冷却水以对泵进行冷却。

因压缩热主要在排气侧产生，为了充分冷却转子，干式螺杆真空泵在多数工况下可以将适量的空气或其他合适的气体通过掺气口导入泵腔。

二、干式螺杆真空泵性能特点：1、抗腐蚀性设计：在同气体相接触的部件表面均采用了镀镍/特氟龙等涂层，避免气体对压缩腔体部件的腐蚀。

2、无油无水的纯净系统运行：无油无水的纯净的工作过程，极易化工气体介质的回收。

3、低噪音系统的机械设计运行：无金属及部件介面的接触，确保系统长寿命、低振动、低噪音以及低磨损耗。

4、低排气温度：转子用水套冷却系统，在压缩区从内部强化冷却，用这种方法，气体温度可以得到调节。

5、短气路-避免气体冷凝和结露锈蚀机腔。

6、紧凑式一体机组，占地空间小。

7、低真空和高流量干式螺杆真空泵可确保真空极限压力达到0.01Torr, 任何压力下，均可连续运行，螺杆转子具有极高的工作效率。

三、干式螺杆真空泵选择的注意事项：1、干式螺杆真空泵的极限压力应该满足该工艺的工作压力。

通常选择泵的极限压力低于工艺要求约一个数量级。

2、每种泵都有一定的工作压力范围，因而，泵的工作点应该选择在这个范围之内，而不能让它在允许工作压力以外长时间工作。

3、干式螺杆真空泵在其工作压力下，应能排走真空泵设备工艺过程中产生的全部气体量。

4、选择真空机组：（1）当使用一种泵不能满足抽气及真空要求时，需要几种泵组合起来，互相补充才能满足工艺要求。

（2）有点真空泵不能在大气压下工作，需要预真空；有的干式螺杆真空泵出口压力低于大气压，需要前级泵，故都需要把泵组合起来使用。