羅茨真空泵(簡稱:羅茨泵)是指泵內(nèi)裝有兩個相反方向同步旋轉(zhuǎn)的葉形轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁間有細(xì)小間隙而互不接觸的一種變?nèi)菡婵毡肹1] 。
羅茨真空泵在石油、化工、塑料、農(nóng)藥、汽輪機轉(zhuǎn)子動平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長期運行的考驗,所以應(yīng)該在國內(nèi)大力推廣和應(yīng)用。同時也廣泛用于石油、化工、冶金、紡織等工業(yè)。真空
泵配件為用于真空泵噪聲治理的,真空泵消音器。
羅茨泵(roots-type pump) 是一種無內(nèi)壓縮的真空泵,通常壓縮比很低,故高、中真空泵需要前級泵。
靠泵腔內(nèi)一對葉形轉(zhuǎn)子同步、反向旋轉(zhuǎn)的推壓作用來移動氣體而實現(xiàn)抽氣的真空泵。
羅茨真空泵是指具有一對同步高速旋轉(zhuǎn)的鞋底形轉(zhuǎn)子的機械真空泵,此泵不可以單獨抽氣,前級需配油封、水環(huán)等可直排大氣。
它的結(jié)構(gòu)和工作原理與羅茨鼓風(fēng)機相似,工作時其吸氣口與被抽真空容器或真空系統(tǒng)主抽泵相接。這種真空泵的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與泵殼之間互不接觸,
原理圖
原理圖
間隙一般為0.1~0.8毫米;不需要用油潤滑。轉(zhuǎn)子型線有圓弧線、漸開線和擺線等。漸開線轉(zhuǎn)子泵的容積利用率高,加工精度易于保證,故轉(zhuǎn)子型線多用漸開線型。羅茨真空泵的轉(zhuǎn)速可高達3450~4100轉(zhuǎn)/分;抽氣速率為30~10000升/秒(1升=10-3米3);極限真空:單級為6.5×10-2帕,雙級為1×10-3帕。
羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結(jié)構(gòu)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(lián)使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),被抽氣體從進氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v0內(nèi),再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài),所以,在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。 但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣,v0空間與排氣側(cè)相通時,由于排氣側(cè)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(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內(nèi),有二個“8”字形的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間,保持有一定的間隙,可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運行。
結(jié)構(gòu)組成
編輯
羅茨真空泵的兩個轉(zhuǎn)子在泵體中如何布置,決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外羅茨真空泵的總體結(jié)構(gòu)布置一般有三種方案:
1.立式:兩個轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,但兩個轉(zhuǎn)子軸線構(gòu)成的平面與水平面垂直,這種結(jié)構(gòu),泵的進排氣口呈水平設(shè)置,裝配和連接管道都比較方便。但其缺點是泵的重心太高,在高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性差,所以除小規(guī)格的泵外,采用這種結(jié)構(gòu)型式的不太多。
2.臥式:兩個轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,兩個轉(zhuǎn)子軸線構(gòu)成的平面成水平方向,這種結(jié)構(gòu)的泵的進氣口在泵的上方,排氣口在泵的下方(也有與此相反的)。下邊的排氣口一般為水平方向接出,所以進排氣方向是相互垂直的。排氣口接一個三通管向兩個方向開口,一端接排氣管道,另一端死或接旁通閥時使用。這種結(jié)構(gòu)的特點是重心低,高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性好。國內(nèi)外大中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)型式。
3.豎軸式:國外有的羅茨泵的兩個轉(zhuǎn)子軸線與水平面垂直安裝。這種結(jié)構(gòu)的裝配間隙容易控制,轉(zhuǎn)子裝配方便,占地面積小,但齒輪等傳動機構(gòu)裝拆不便,潤滑裝置也較復(fù)雜。
當(dāng)總體結(jié)構(gòu)決定后,泵體本身的結(jié)構(gòu)與形狀也就相應(yīng)地決定了。
4.帶溢流閥的羅茨泵:為了防止超載引起事故,羅茨泵上裝有一個比較可靠的安全保護器,即在旁通管路上裝有一個溢流閥。排氣口處于規(guī)定壓力時,溢流閥是關(guān)閉的。當(dāng)其排氣口壓力超過規(guī)定壓力時,則溢流閥的閥門自動被頂開而產(chǎn)生溢漢,排氣口壓力變正常后,溢流閥再自行關(guān)閉。它能自動調(diào)節(jié),也是泵的允許壓差裝置,因此溢流閥的最大好處是使羅茨泵能連同前級泵一起,在各種壓力范圍內(nèi)能連續(xù)運轉(zhuǎn)。采用這種設(shè)計,能使真空容器在粗真空狀態(tài)的抽氣停息時間可縮短30~50%.對于比較大的泵,溢流閥安裝在泵體外邊的旁通管路上,在比較小的泵上,溢流閥則是裝在泵殼內(nèi)的。
5.帶蒸汽冷凝器的羅茨泵:在需要抽吸蒸汽情況下,抽氣機組必須設(shè)計會使蒸汽冷凝的冷凝器,這個冷凝器可裝在泵之前或裝在泵之后,而不裝在羅茨泵的泵體上。在某種情況下,冷凝特升化吸熱能夠減少羅茨泵發(fā)熱。假設(shè)采用了復(fù)式冷凝器,在維修時可用適當(dāng)?shù)娜軇┣宄酃,蒸汽就能順暢地在?dǎo)管中流動。從特征曲線可以看出當(dāng)達到極限真空時,通過泵入口的正向氣流量為零,既泵的實際抽速為零,式:
PC和PR事實就是前級泵和羅茨真空泵的極限壓力,達到極限真空是幾乎為分子流狀態(tài),將其導(dǎo)通能力帶入式中:
理論抽速
P0—羅茨真空泵的極限壓力
P0φ—前級真空泵的極限壓力
11.6F —20℃時空氣的導(dǎo)通能力
因此選擇不同的前級泵可以獲得不同的極限真空