螺杆式真空泵运行原理图

螺杆转子的端面型线（截面齿形）直接关系到泵的密封性、抽气效率和极限真空。早期多头转子因泄漏三角区大已较少使用。目前主流是单头转子型线，由圆弧（作为齿顶/齿根圆）和具有自啮合特性的过渡曲线（如渐开线、摆线）组成。常见的型线包括渐开线型、摆线型等。优化研究致力于消除型线上的尖点，形成连续光滑的空间接触线，以减少级间泄漏。例如，采用圆弧-摆线等距曲线、偏心渐开线、正弦螺旋线或椭圆弧等新型线，旨在提高啮合的连续性与密封性，从而提升抽速和极限真空度。型线设计需在理论性能与加工可行性之间取得平衡。相比油式泵减少后续气体处理成本。螺杆式真空泵运行原理图

干式螺杆真空泵的工作原理基于一对精密加工、相互啮合但互不接触的螺杆转子，在泵壳中作同步高速反向旋转，通过容积的变化实现气体的吸入、压缩和排出。整个过程无需油或水作为工作介质，从而在泵腔内实现干式无油，获得洁净真空。泵工作时，气体从进气口进入，被吸入由转子齿槽和泵体内壁形成的封闭空间。随着转子旋转，该封闭空间容积增大，持续吸入气体。随后，由于转子的啮合运动，封闭空间被逐步推向排气端，容积不断减小，气体被压缩。当压缩腔与排气口连通时，压缩气体被排出泵外。螺杆真空泵用于中央真空系统备用螺杆泵可实现无缝切换运行。

螺杆真空泵的性能在很大程度上取决于泄漏的控制。由于转子间、转子与泵壳间存在微小间隙，气体在压缩过程中会通过泄漏通道从高压侧返流至低压侧，导致抽气效率下降。主要的泄漏通道包括：转子啮合间隙、齿顶间隙、端面间隙等。泄漏间隙的大小直接影响泵的极限真空度和抽速：间隙越大，泄漏量越大，极限真空度越低。西安交通大学的数值模拟研究表明，通过建立泄漏通道模型和求解能量守恒、质量守恒方程，可以准确预测泄漏对泵性能的影响。现代螺杆泵的转子间隙通常控制在0.1-0.3毫米范围内，既保证无接触运转，又比较大限度减少泄漏。对于含粉尘的工况，适当放大间隙可防止颗粒卡滞，此时可通过增加转速或优化型线来补偿泄漏损失。低温环境下有防冻保护设计。

采用变频技术的螺杆泵能耗降低超 30%。螺杆式真空泵运行原理图

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