...真空泵是人類無(wú)法從自然界中獲得真空而設(shè)計(jì)制造出來(lái)的dn32球閥尺寸 廣式球閥 衛(wèi)生級(jí)快裝三通球閥 優(yōu)良包括人在內(nèi)，生物發(fā)展和進(jìn)化的特點(diǎn)是一代接著一代，由原始到現(xiàn)代，由低級(jí)到，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，這其中既有遺傳和繼承，更有變異和創(chuàng)新dn32球閥尺寸 廣式球閥 衛(wèi)生級(jí)快裝三通球閥 優(yōu)良任何機(jī)械作為人工物之一，它的發(fā)展是在人的功能要求的激勵(lì)下進(jìn)行的，它的發(fā)展緊貼著人類的發(fā)展，因此必然和生物在自然界中所進(jìn)行的“物竟天擇，適者生存”的進(jìn)化相似。受十九世紀(jì)達(dá)爾文乘貝格爾號(hào)巡洋艦周游世界后，總結(jié)所采集豐富的生物學(xué)資料提出“進(jìn)化論”的啟發(fā)，作者采集了一批存在于專利和資料檔案里的泵類機(jī)構(gòu)和機(jī)械，在對(duì)它們進(jìn)行剖析和綜合后認(rèn)為：和生物學(xué)研究原始鹿演化為長(zhǎng)頸鹿，矮小的四趾像狗一樣的原始馬演化為高大偶蹄的現(xiàn)代馬，蝌蚪生長(zhǎng)成青蛙類似，各種泵類機(jī)構(gòu)和機(jī)械相互間并不是孤立的，一蹴而成的。它們往往是由基本的、原始的、簡(jiǎn)單的、低級(jí)的、相近的或相似的機(jī)構(gòu)或機(jī)械在功能要求的激勵(lì)下通過(guò)演變逐步進(jìn)化而得。因此它們之間必然存在著一種“親緣”演化關(guān)系，如果我們找出這種關(guān)系并梳理出演化脈絡(luò)，將不僅能避免創(chuàng)新過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)和前人已做過(guò)的探索的無(wú)效重復(fù)，而且能指導(dǎo)創(chuàng)新構(gòu)思的萌生，因?yàn)槊恳粭l演化脈絡(luò)都能提煉出已經(jīng)發(fā)生的演化過(guò)程中所包含的對(duì)進(jìn)一步演化有引導(dǎo)和啟示作用的演化規(guī)律，而且脈絡(luò)的盡頭往往是創(chuàng)新的始點(diǎn)，據(jù)此作者梳理出典型的基本機(jī)構(gòu)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演變成單螺桿泵和螺旋液環(huán)泵以及渦旋泵、半球搖擺轉(zhuǎn)子泵、差動(dòng)泵等容積泵的演化脈絡(luò)。[1]二、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)化成單螺桿泵的演化脈絡(luò)――四桿機(jī)構(gòu)和Moineau泵的親緣關(guān)系單螺桿泵是一種適用于泵送粘稠流體的變?nèi)菔奖?，它能形成容積不斷變大的密封容腔來(lái)吸入流體，接著又不斷縮小容腔排液，尤其是它不用進(jìn)排閥來(lái)控制吸排，而且還具有足夠大的單體容腔和順暢的流道以適應(yīng)粘稠流體的流動(dòng)，當(dāng)然也應(yīng)該研究它可能用作真空泵，為此可對(duì)其演化歷程進(jìn)行剖析與梳理。泵結(jié)構(gòu)的主要密封偶件是一斷面為正圓形的偏心螺桿(轉(zhuǎn)子)1；和一個(gè)斷面由兩條直線和兩個(gè)半圓弧組成長(zhǎng)形孔的雙頭螺旋空腔的定子2；主軸3通過(guò)具有一對(duì)萬(wàn)向連軸節(jié)的驅(qū)動(dòng)軸4偏心地驅(qū)動(dòng)偏心螺桿1。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左端開(kāi)始形成逐漸增大的容腔。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩圈后吸滿流體，形成一個(gè)形態(tài)為二個(gè)導(dǎo)程長(zhǎng)，兩頭小中間大的螺旋狀閉合容腔，閉合容腔沿軸向推移，終在右端消失，從而形成泵對(duì)流體的“吸”與“排”。這是一種功能原理較深?yuàn)W、結(jié)構(gòu)卻異常簡(jiǎn)單的機(jī)械。然而以“進(jìn)化”角度分析它的創(chuàng)新歷程，它實(shí)質(zhì)上是從典型四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)化來(lái)的。眾所周知，欲構(gòu)思出一種變?nèi)菔綑C(jī)構(gòu)，原則上只是把機(jī)構(gòu)里一對(duì)有周期性相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件進(jìn)行密封形成周期變化的閉合容腔，便可據(jù)此設(shè)計(jì)出一種變?nèi)菔奖妙悪C(jī)械。四桿機(jī)構(gòu)(曲柄搖桿)是典型的，基本的原型機(jī)構(gòu)(相當(dāng)于生物中原始的單細(xì)胞生物)，利用其曲柄，連桿或擺桿中任一構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)都可構(gòu)思山各種變?nèi)輽C(jī)械。圖A是利用擺桿的周期擺動(dòng)設(shè)計(jì)成的擺式泵。這種構(gòu)形的主要缺陷是擺動(dòng)的密封構(gòu)件有較多不利的幾何因素，尤其是不易設(shè)計(jì)出良好的密封環(huán)節(jié)，然而密封是真空系統(tǒng)極為至關(guān)重要的要素，因而不易得到高的真空指標(biāo)。機(jī)構(gòu)尺度的變化往往給機(jī)構(gòu)的特性帶來(lái)質(zhì)的改變，如果擺桿：長(zhǎng)度增大到無(wú)限，C點(diǎn)的軌跡將是直線，構(gòu)成典型的往復(fù)泵(圖B)，它由于優(yōu)良的綜合密封性能和傳力特性而得到極為廣泛的應(yīng)用，除了汽車拖拉機(jī)等活塞式內(nèi)燃機(jī)外還有活塞式壓氣機(jī)和活塞式水泵。往復(fù)式真空泵是一種很結(jié)實(shí)、、耐用的泵，但它笨重、以及余隙容積太大，只能在環(huán)境條件惡劣的粗真空范疇里得到應(yīng)用。簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)師永恒的追求，為此曾經(jīng)有過(guò)用具有滾滑運(yùn)動(dòng)副的T形連桿來(lái)省略活塞的構(gòu)思(圖C)，顯然滾滑副上密封環(huán)節(jié)惡劣的性能是構(gòu)形被淘汰成為“化石”的主要原因。縮短連桿是使構(gòu)形緊湊的一種方法，當(dāng)連桿和曲柄演變成一樣長(zhǎng)(圖D)，構(gòu)形將更緊湊，而且再次產(chǎn)生質(zhì)的變化，往復(fù)沖程將是曲柄半徑r的四倍，這種構(gòu)形，狀似緊湊，實(shí)則復(fù)雜，也不易得到廣泛應(yīng)用。圖E是圖C和圖D的綜合。即連桿采用圓形結(jié)構(gòu)。然而由此又引發(fā)出中死點(diǎn)問(wèn)題，即在沖程中點(diǎn)，曲柄和連桿重合。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將是不確定的。一般可用兩相同機(jī)構(gòu)交叉疊合(圖F)或增加一對(duì)傳動(dòng)比為1：2的行星齒輪傳動(dòng)作為虛約束的“卡當(dāng)機(jī)構(gòu)”(圖G)來(lái)解決。進(jìn)一步，如果創(chuàng)新構(gòu)思受到螺旋狀構(gòu)形的激化，演變成單螺桿泵(圖H）[2][3][4]。即圖E的構(gòu)形不再是有級(jí)的疊合，而是把無(wú)窮多個(gè)圖E構(gòu)形沿軸向螺旋狀疊合。圓截面的連桿隨沿軸向演變成偏心螺桿，曲軸演化成偏心驅(qū)動(dòng)的帶一對(duì)萬(wàn)向節(jié)的驅(qū)動(dòng)軸。螺旋演化是這條進(jìn)化脈絡(luò)的一個(gè)關(guān)鍵進(jìn)程。單螺桿泵從另一個(gè)視角作剖析，它同時(shí)可看作受到另一條螺旋泵類機(jī)構(gòu)演化脈絡(luò)的激發(fā)而形成的。在力學(xué)的發(fā)展歷史中斜面是平面直線運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，因?yàn)樗莾上嗷ゴ怪边\(yùn)動(dòng)的復(fù)合。把斜面演變?cè)趫A柱上成為螺旋。利用一根螺旋使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的工作可追溯到阿基米得年代，那時(shí)有了用一根旋轉(zhuǎn)螺旋依靠摩擦來(lái)運(yùn)送物料的機(jī)具(圖a)，它一直沿用至今。此外還可依靠振動(dòng)使螺旋運(yùn)送物料(圖d)。但它們都沒(méi)有周期變化的閉合容腔，因而不是泵。要形成容積泵的功能，必須有