提到工业生产中的 “真空缔造者”,螺杆真空泵常以 “低调强者” 姿态存在,虽不及大型机床显眼,却在半导体、医药、石化等关键领域,支撑高精度、高清洁度生产流程。作为干式真空泵核心类型,其结构与应用蕴含严谨工程原理,本文简析其技术要点与工业价值。
一、核心结构与工作原理1.结构组成
螺杆真空泵核心结构包括螺杆转子、泵体、同步齿轮、密封组件及冷却系统,各部件配合要求严格:
螺杆转子(核心工作部件)多为单头型线(少数特殊场景用多头),由圆弧、摆线等自啮合曲线构成,分等螺距、变螺距两种;
转子间、转子与泵壳间隙需严控在 0.2~0.4mm,无金属接触以避摩擦磨损;
同步齿轮采用合金钢精磨斜齿轮,确保双螺杆反向同步旋转,误差达微米级,直接影响抽气密封性与稳定性;
密封组件:驱动端多为 “干式密封 + 唇形密封” 组合,非驱动端为三联唇形密封,部分场景需配合氮气吹扫形成 “气障”,防工艺气体污染润滑油或润滑油渗入泵腔;
冷却系统分水冷(冷却水温度≤32℃,流量随型号变)与气冷(氮气 / 空气吹扫),用于控制泵腔温度,避免压缩热致转子热变形。
2.工作原理
基于容积式抽气原理,分四步:
吸气:同步齿轮带动双螺杆反向旋转,进气端齿间容积增大形成负压,气体从进气口吸入;
输运:气体随螺杆旋转被封闭在齿间容积内,沿轴向推至排气端(等螺距结构无压缩,变螺距 / 变径结构初步压缩);
压缩:变螺距 / 变径结构中,齿间容积随螺距减小或直径变化缩小,气体被压缩至接近排气口压力,减少排气反冲;
排气:齿间容积与排气口连通,压缩气体排出,完成一次抽气循环。
二、典型应用场景医药行业:用于原料药真空干燥、溶媒回收,需处理含乙醇、二氯甲烷等易燃有毒溶媒的气体,系统需配冷凝器(冷冻水温度 - 15℃)回收溶媒,同时通过氮气吹扫(压力≤0.5kg/cm²g)保护密封件,防溶媒腐蚀;
石化行业:用于油气回收(储油库、加油站)、芳烃抽提,需处理含 C4~C6 烃类蒸汽的气体,采用哈氏合金涂层+冷却水控温,排气管道设计为 “步步低”(低于排气口位置)防冷凝液堆积致振动,油气回收率≥95%。
三、维护要点为保障长期稳定运行,需科学维护:每次使用后清洗泵腔(处理粘性物料需用专用清洗剂),运行中持续氮气吹扫驱动端,形成气障保护密封。