「羅茨真空泵」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。靠泵腔內一對葉形轉子同步、反向旋轉的推壓作用來移動氣體而實現抽氣的真空泵。「羅茨真空泵」是指具有一對同步高速旋轉的鞋底形轉子的機械真空泵,此泵不可以單獨抽氣,前級需配油封、水環等可直排大氣。
它的結構和工作原理與羅茨鼓風機相似,工作時其吸氣口與被抽真空容器或真空系統主抽泵相接。這種真空泵的轉子與轉子之間、轉子與泵殼之間互不接觸,間隙一般為0.1~0.8毫米;不需要用油潤滑。轉子型線有圓弧線、漸開線和擺線等。漸開線轉子泵的容積利用率高,加工精度易于保證,故轉子型線多用漸開線型。
我們的羅茨鼓風機可當用在負壓作為吸力的時候稱之為「羅茨真空泵」,但是這種只能吸收空氣等氣體可以稱之為干式「羅茨真空泵」,還有種可以吸收大量的水分,外行類似于這種風機,稱之為濕式「羅茨真空泵」,下面介紹一下泵的抽速與配置。
一、抽速
定義為在一定的吸入壓力下,單位時間通過泵口被抽除的氣體的體積。一個完正的真空系統,不論是為了何種應用,都應有一個需要抽成真空的容器或室體,一套真空機組,也可能是一臺真空泵,還有連接管道、閥門、冷阱等。而管道、閥門、冷阱等作為組成真空系統的部件,對氣體的流動都有一定的阻礙作用。
反過來說它們對氣體的流動都有一定的通導能力,這種能力稱之為流導。這在氣體的流動中是一個很重要的概念,它的定義為單位壓差下的流量。氣體的自然流動總是從高壓流向低壓,上述任一部件,當兩端的壓力分別為P1、P2時,而流過的氣體量為Q,則該部件流導U=Q/(P1-P2)不同的真空系統部件的流導可以通過計算、模擬、測量等方法確定,它除了與幾何形狀有關外,還與氣體的流動狀態有關。不同部件的流導是可以進行串并聯的。
根據真空基本方程,可從數學上得到兩個極端的結果,即當流導U非常大時,真空室的有效抽速S0可以近似等于泵的抽速S;當泵的抽速S非常大時,或者流導U非常小時,真空室的有效抽速S0近似等于流導U。上述結果從物理上可能更易理解,從真空室抽氣口抽除的氣體必須經過流導U(即管道、閥門等)才能被真空泵抽除,
只不過被抽除的氣體從真空室抽氣口向泵口運動過程是從高壓向低壓的流動,而從泵口被抽除是從低壓向高壓的基于某種抽氣原理的強制流動。如流導U非常大,即通過它的氣體量不受限制,那么泵的抽氣能力就決定于自身的抽速大小,這與泵口直接與真空室相連接是一樣的。
但如果泵的抽速非常大,這也就是相對于泵的抽速流導U非常小,此時泵的實際抽氣能力并不決定于它的抽速大小而決定于氣體通過流導U的能力,流導的數值恰為泵的有效抽速S0。為了盡量發揮泵的抽氣能力,最大限度的加大流導U是最有效的方法,但往往難于實現。而一味增大泵的抽速更不切實際。所以采用晝量大的流導和選用晝量大的抽速的泵就非常值得權衡。
從真空基本方程可以知道,有效抽速S0隨S或U都是單調遞增的函數。真空基本方程描述的內容并不深奧,但也沒有淺顯到可以作為每個人的常識,所以在不少的應用領域,用戶往往忽略流導對泵抽速的限制,而造成真空技術應用的效果大受影響。
二、配置
對于一個沒有漏氣,也沒有放氣的真空系統如真空室體積為V,真空室有效抽速為S0,則隨著抽氣的過程,真空室內壓力隨時間遵從如下的變化規律。以上規律揭示,每經過約的時間,真空室內壓力降低一個數量級,顯然t越小,壓力下降越快,當V一定時,有效抽速S0越大,才能越小。
由于一個合格的真空系統對其漏率有嚴格的要求,所以放氣是影響系統壓力降低的主要因素,而放氣是一個緩慢的過程,即使采用烘烤等強化措施,要達到某一預定的壓力,往往要經過很長的時間。
總結:「羅茨真空泵」的特點是:啟動快,耗功少,運轉維護費用低,抽速大、效率高,對被抽氣體中所含的少量水蒸汽和灰塵不敏感,在100~1帕壓力范圍內有較大抽氣速率,能迅速排除突然放出的氣體。這個壓力范圍恰好處于油封式機械真空泵與擴散泵之間。
因此,它常被串聯在擴散泵與油封式機械真空泵之間,用來提高中間壓力范圍的抽氣量。這時它又稱為機械增壓泵。廣泛用于真空冶金中的冶煉、脫氣、軋制,以及化工、食品、醫藥工業中的真空蒸餾、真空濃縮和真空干燥等方面。「羅茨真空泵」配件為用于真空泵噪聲治理的,真空泵消音器。
推薦:「羅茨真空泵」的原理抽速以及配置:http://www.odtdsth.cn/hy/101.html