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羅茨真空泵工作原理

作者:本站 來源:本站原創 點擊:1977 次 發布時間:2014-04-11

羅茨真空泵(簡稱羅茨泵)是一種旋轉式變容真空泵。它是由羅茨鼓風機演變而來的。根據羅茨真空泵工作范圍的不同,又分為直排大氣的低真空羅茨泵;中真空羅茨泵(又稱機械增壓泵)和高真空多級羅茨泵。一般來說,羅茨泵具有以下特點:

  • 在較寬的壓強范圍內有較大的抽速;
  • 起動快,能立即工作;
  • 對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感;
  • 轉子不必潤滑,泵腔內無油;
  • 振動小,轉子動平衡條件較好,沒有排氣閥;
  • 驅動功率小,機械摩擦損失;
  • 結構緊湊,占地面積;
  • 運轉維護費用低。

因此,羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業部門得到廣泛的應用。


羅茨泵的工作原理:

羅茨泵的結構如圖所示。在泵腔內,有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上,由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。在轉子之間,轉子與泵殼內壁之間,保持有一定的間隙,可以實現高轉速運行。由于羅茨泵是一種無內壓縮的真空泵,通常壓縮比很低,故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結構和制造精度外,還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度,可將羅茨泵串聯使用。

羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉,被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內,再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態,所以,在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。 但當轉子頂部轉過排氣口邊緣,v0空間與排氣側相通時,由于排氣側氣體壓強較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時,氣體排出泵外。

如圖為羅茨泵轉子由0°轉到180°的抽氣過程。在0°位置時(圖中a),下轉子從泵入口封入v0體積的氣體。當轉到45°位置時(圖中b),該腔與排氣口相通。由于排氣側壓強較高,引起一部分氣體返沖過來。當轉到90°位置時(圖中c),下轉子封入的氣體,連同返沖的氣體一起排向泵外。這時,上轉子也從泵入口封入v0體積的氣體。當轉子繼續轉到135°時(圖中d),上轉子封入的氣體與排氣口相通,重復上述過程。180°(圖e)位置和0°位置是一樣的。轉子主軸旋轉一周共排出四個v0體積的氣體。

羅茨真空泵的最大優點是在較低的入口壓力時具有較高的抽氣速率,但它不能單獨使用,必須有一臺前級真空泵串聯,待被抽系統中的壓力被前級真空泵抽到羅茨真空泵允許入口壓力時,羅茨真空泵才能開始工作,并且在一般情況下,羅茨真空泵不允許高壓差工作,否則將會過載和過熱而損壞,因此使用羅茨真空泵必須合理地選用前級真空泵,安裝必要的保護設備。
     前級真空泵一般可選擇油封機械泵或液環真空泵,特別在抽除有大量水蒸汽的氣體時,選用水環真空泵作為前級泵是很理想的。

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