真空泵噪音的產生及消除

真空泵的抽氣速率和真空度越高，振動和噪音也越大。接觸面積大，平衡不夠好,力矩影響，工作環境不夠潔凈，都會造成振動和噪音比較大。如果是靠活塞往復運動或旋轉將氣體吸入、壓縮并排出的真空泵，如往復真空泵、旋片真空泵、滑閥真空泵、羅茨真空泵，產生噪音的原因很大程度來自活塞的磨損。應避免在zui大真空度或zui大排氣壓力附近運行真空泵。在此區域內運行，不僅效率極低，而且工作很不穩定，易產生振動和噪音。對于真空度較高的真空泵而言，在此區域之內運行，往往還會發生汽蝕現象，產生這種現象的明顯標志是泵內有噪音和振動。汽蝕會導致泵體、葉輪等零件的損壞，以致泵無法工作。根據以上原則，當泵所需的真空度或氣體壓力不高時，可優先在單級泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高，單級泵往往不能滿足，或者，要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量，即要求性能曲線在較高真空度時較平坦，可選用兩級泵。如果真空度要求在－710mmHg以上，可選用水環－大氣泵或水環－羅茨真空機組作為抽真空裝置。 
    此外，還可采用無油渦旋真空泵來降低噪音。其壓縮進程比較緩慢，有2個或者3個壓縮過程同時進行，壓縮腔相對曲軸對稱，這樣泵的運轉過程平穩、驅動力矩和氣體沖擊波動小，使泵的噪音和振動降低。 
    真空泵的發聲原理 
    真空泵是利用轉子和可在轉子槽內滑動的旋片的旋轉運動以獲得真空的一種變容機械真空泵。當采用工作液來進行潤滑并填充泵腔死隙，分隔排氣閥和大氣時，即為通常所稱的油封旋片真空泵。無工作液時，即為干式旋片真空泵，將另頁介紹。 
    在油封旋片真空泵中，國內習慣上稱皮帶傳動的為旋片真空泵，而把泵與電機直接連接或用聯軸器連接的稱為直聯旋片真空泵。在每種泵中，又有單級和雙級之分。在單級泵中，由于選用的結構形式和參數不同，泵的極限壓力和用途也不同。 
    它們的共同特點是結構較簡單，使用方便，能從大氣壓力下起動，可直接排入大氣，偏心質量較小，維護簡便，雙級泵的極限壓力為6×10-2～l×10-2Pa，一種單級泵可達4Pa左右，另一種單級泵為50～200Pa左右。 
    自1909年蓋德（W．Gaede）發明旋片泵并取得德國，1936年又發明氣鎮泵，1941年取得以來，旋片真空泵得到廣泛應用和不斷完善。60年代末，上出現了提高轉速，直聯的小型化趨勢，70年代初出現了直列產品，到80年代初，又推出了改進的系列產品，有多種可供用戶選配的附件，可以保護泵，或保護環境，泵本身結構也有改進而使可靠性提高。 
    在泵的結構方面，為了能在停泵時防止返油，有的設有能自動切斷油路的止回閥，有的設有進氣通道截止閥，有的為了能在泵開氣鎮運轉突然停電時自動切斷氣路來保持泵口處于真空狀態而設有油泵和控制結構。在附件方面，有消霧器、氣味過濾器、阻擋碎玻璃等雜物用的入口過濾器、灰塵過濾器、蒸汽凝結阱、化學阱，有控制泵溫以提高水蒸氣抽除率和保護泵的溫控水量調節閥。到了80年代末，90年代初，又推出了油過濾器、能監視油溫、油壓、油質等的電子顯示器，甚至可以與計算機聯結，進行自動控制，采用強制潤滑和風冷，使泵的連續工作入口壓力達10kPa，甚至更高，同一臺泵的適用范圍因而更大。 
    雙級旋片真空泵，可以廣泛用于冰箱、空調機、燈泡、日光燈、瓶膽生產和電子、冶金、醫藥、化工、濾油機、印刷機械、包裝機等工業，可作為擴散泵、羅茨泵、分子泵等的前級泵，供電子儀器、醫療儀器等配套和實驗研究應用。由于直聯泵沒有皮帶摩擦的粉塵的污染，體積小、重量輕、材料節約、功能日趨完善，更被廣泛推廣應用。 
    噪聲成因和降低措施 
    旋片泵的噪聲，通常指泵在溫度穩定時，在極限真空下測得的噪聲級。它包括泵本身的噪聲和電機噪聲對用戶來說，還關心泵溫未穩定時的起動階段的噪聲和不同入口壓強下運轉的噪聲，還有開氣鎮工作時的噪聲。因此。要考慮多種影響因素。 
    就發聲的部位來分，泵的噪聲有下列幾個可能方面： 
    （1）旋片對缸體的撞擊，泵殘余容積和排氣死隙中的壓力油的發聲； 
    （2）排氣閥片對閥座和支持件的撞擊； 
    （3）箱體內的回聲和氣泡破裂聲； 
    （4）軸承噪聲； 
    （5）大量氣、油沖擊擋油板等引起的噪聲； 
    （6）其他。如傳動引起的噪聲，風冷泵的風扇噪聲等。 
    （7）電機噪聲，這是至關重要的因素。 
    分述如下： 
    1）旋片對缸壁的撞擊。如果設計、制造或用料不當，引起旋片滑動不暢，或者由于存在排氣死隙，不可壓縮的油引起旋片頭部不能始終緊貼缸壁運轉，就會引起旋片對缸壁的撞擊發聲。因此，宜采用園弧面分隔進排氣口的結構。用排氣導流槽消除死隙。在采用線分隔結構時，應盡量縮短排氣終點到切點的距離，對于70L/s以下的旋片泵，考慮旋片的實際厚度，建議取7～lOmm，大泵取大值。過近時，由于轉子旋片槽的存在和旋片頭部只有一條狹帶接觸，旋片轉到切點位置時密封效果一旦不好，就會影響泵的抽速甚限壓力。可見這種結構不能*消除排氣死隙,限制了降噪水平。 
    需要指出的是，旋片與槽的間隙過大會降低性能。因此，要保證合理的公差配合和形位公差值，注意旋片的熱膨脹，避免旋片與槽拉毛，注意油的冷油粘度，設計足夠的旋片彈簧力，在采用園弧面分隔時，轉子中心的附加偏心值不宜過大。不然，旋片經過兩個園弧，會在交點處產生脫離缸壁趨勢，反而引起撞擊噪聲。一般小泵為0.20～0.25mm即可,大泵可適當加大。 
    排氣死隙中的壓力油和殘余容積中的壓力油的發聲。泵到極限壓力時，兩處壓力油會在與真空腔室接通時高速射向真空腔室，與轉子、缸壁撞擊發聲。兩處容積的大小、位置與噪聲有關。 
    2）閥片對閥座和支持件的撞擊噪聲 
    吸入的氣體量大，泵的循環油量多，閥片噪聲就越大，閥跳高，閥的面積大，閥片噪聲也大，閥片材料也有一定影響。橡膠閥片的噪聲應比鋼片或層壓板為好。為此，要節制進油量，閥片關閉要及時，要嚴密。注意閥的選材與結構。 
    3）箱體內的回聲和氣泡破裂聲氣量增大時，此項噪聲將增大。因此，開氣鎮時或通大氣時此項噪聲會明顯增大。如果氣鎮量可調，則可合理調節氣鎮量。 
    4）大量氣體和油排出時沖擊擋油板等零部件時發出的噪聲。如果零件剛性不足，或未緊固，產生振動與碰撞，會使此項噪聲增大。因此擋油板不僅應有足夠剛度并緊固，而且，在需與其他零件（如油箱）接觸時，利用夾橡膠的方法可避免振動引起的碰撞噪聲，并改善擋油效果。