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罗茨真空泵的发展及工作原理
2015-05-25 11:28:30行业资讯1068次浏览
【摘要】罗茨真空泵作为真空系统领域常用的一种增压泵,在各工业领域都有广泛的运用,其是有罗茨鼓风机演变而来,因此在结构和原理上都保持着与罗茨鼓风机类似的结构和原理,比如罗茨鼓风机在吸入口为正常大气压的情况下,将气体加压成0. 1^- 2 kg/cm出口压强,作为冶炼工业等的鼓风使用,罗茨真空泵的名称也有这个因为这个关系沿用至今。

罗茨真空泵作为真空系统领域常用的一种增压泵,在各工业领域都有广泛的运用,其是有罗茨鼓风机演变而来,因此在结构和原理上都保持着与罗茨鼓风机类似的结构和原理,比如罗茨鼓风机在吸入口为正常大气压的情况下,将气体加压成0. 1^- 2 kg/cm出口压强,作为冶炼工业等的鼓风使用,罗茨真空泵的名称也有这个因为这个关系沿用至今。

早在二十世纪中叶,随着真空技术的发展,特别是在真空冶炼高级合金领域需求不断扩大,其实际冶炼工艺中,需要解决I -y 10~ 2Torr真空值得工艺需求,因此急需具有大抽速的新型真空设备,在当时适宜低真空工作的油封机械真空泵和适宜高真空工作的油勺‘散泵,都不能很好地担负这一任务,因为因为油封机械真空泵在1 -10 "2Torr时,抽速严重下降,工作效率很低,如勉强使之承担大抽速,需要多台并联工作,必然造成很大浪费。至于高真空适用的油扩散泵,在这样的入口压强下尚不能工作。 在这个大背景下,在德国首次出现了罗茨真空泵,也是因为罗茨真空泵的诞生,真空冶炼技术也得到了空前的提升。

在大多使用者的印象中,罗茨真空泵需要前级真空泵进行预抽,进过多年的发展,直排大气的罗茨真空泵也随之诞生。其利用附加的水封或油封装置,使之不用前级真空泵,通过水封或油封即可向大气排气,以单机作为粗真空、大抽速真空泵使用,代替传统的水环真空泵、旋片真空泵等,业技术中,取得了提高效率、节约能源的良好效果,并在工正逐步扩大其应用范围。

现在,罗茨真空泵的应用范围越来越广,几乎在各种需要大抽速的真空泵系统中都得到应用。国内外真空技术工作者对罗茨真空泵的理论和应用研究,也在不断地深入。在转子型线理论上发展了圆弧型线、摆线型线和渐开线型线。在可靠性方面,罗茨真空泵上附设自动调压旁通阀,用于控制出入日间的压差,发展了液力联轴器驱动。为实现按负荷无级调速,发展了真空继电器控制自动启闭,它能在泵出入口压差上升负荷增大时,自动保护罗茨真空泵不至因过载而损坏。在配套机组方面,发展了罗茨真空泵与水环真空泵、旋片真空泵、分子泵等各类真空获得设备的配套机组,还发展了双级串联罗茨真空泵,并逐渐扩大应用范围,充分发挥了罗茨真空泵的优越性。

如图所示从起始位置a开始,向b位置旋转,是泵的吸气过程,被拙气体从吸气口进入由转子、泵体、端盖构成的空间,继续旋转到C的位置,吸气终了,吸入的气体即是阴影面积A。与泵胶长度之积形成的体积Vo,被转子所封闭。再继续旋转至d,就使得吸入的气体V。与排气口相通,由于排气口气体的压力较V。气体的压力高,气体就会从排气口扩散到V。区域,即形成部分气体的返流,其方向与排气方向相反。当转子继续转动时,便把被体与反流气体强制向排气口排走。这时转子的另一面与进气口相通,又开始吸入气体。

当转子不断旋转,上述吸气、排气过程不断重复,其工作过程,相当于转子空间由最大值减至最小值,又由最小值增至最大值的周期性容积变化:’瘫转一周,一个转痴破走两个V。体体,两个转子共抽吸走四个Vc体积的气体。转子不断旋转,气体不断地被抽走,直至达到一定的极限真空。这就是罗茨真空泵的容积作用原理。

罗茨真空泵也是一种变容式容积真空泵,利用8字形转子在泵腔内产生不同的工作室的容积变化来产生抽气的作用。泵腔容积的变化是通过复杂曲面的转子,在同步转动中产生的。罗茨真空泵的工作原理如图2一1,泵腔内装有一对“8”字形转转子的回转半径与泵腔的两个半圆半径的公称尺寸相一对转子在泵腔内以等角速度作方向相反的旋转。由于子等机械加工精密,转子在旋转时,转子与转子、转子与泵体之间均互不接触,而是保持着最小的必要间隙。因此,不论转子位于任何位置,可近似地认为它都将进气口与出气口隔断。

在实际工作中罗茨真空泵也有分子作用的原理,罗茨真空泵与前级真空泵配合使用时,在吸气口处的压强远低于其他部位的压强,而此时泵浦运转的速度又很高,一般可以达到1000^-3000'/min,在这种情况下,8字转子表面的线速度接近于分子的热运动速度碰撞在转子_L的气体分子可以被转子携带到压强较高的排气口,由前级泵排走。

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