罗茨真空泵工作原理

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罗茨真空泵(简称罗茨泵)是一种旋转式变容真空泵。它是由罗茨鼓风机演变而来的。根据罗茨真空泵工作范围的不同,又分为直排大气的低真空罗茨泵;中真空罗茨泵(又称机械增压泵)和高真空多级罗茨泵。一般来说,罗茨泵具有以下特点:

在较宽的压强范围内有较大的抽速;起动快,能立即工作;对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感;转子不必润滑,泵腔内无油;振动小,转子动平衡条件较好,没有排气阀;驱动功率小,机械摩擦损失小;结构紧凑,占地面积小;运转维护费用低。

因此,罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。

罗茨真空泵的最大优点是在较低入口压力时具有叫高的抽气速率,但它不能单独使用,必须有一台前级真空泵串联,待被抽系统中的压力被前级真空泵抽到罗茨真空泵允许入口压力时,罗茨真空泵才能开始工作,并且在一般情况下,罗茨真空泵不允许高压差时工作,否则将会过载和过热而损坏,因此使用罗茨真空泵时必须合理地选用前级真空泵,安装必要的保护设备。

罗茨泵的工作原理:

罗茨泵的结构如图所示。在泵腔内,有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上,由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间,转子与泵壳内壁之间,保持有一定的间隙,可以实现高转速运行。由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很低,故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外,还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度,可将罗茨泵串联使用。CAD软件素材教程下载www.fke6.com四五设计网www.45te.com设计学徒自学网www.sx1c.com

罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转,被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内,再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态,所以,在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘,v0空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高,则有一部分气体返冲到空间v0中去,使气体压强突然增高。当转子继续转动时,气体排出泵外。

如图为罗茨泵转子由0°转到180°的抽气过程。在0°位置时(图中a),下转子从泵入口封入v0体积的气体。当转到45°位置时(图中b),该腔与排气口相通。由于排气侧压强较高,引起一部分气体返冲过来。当转到90°位置时(图中c),下转子封入的气体,连同返冲的气体一起排向泵外。这时,上转子也从泵入口封入v0体积的气体。当转子继续转到135°时(图中d),上转子封入的气体与排气口相通,重复上述过程。180°(图e)位置和0°位置是一样的。转子主轴旋转一周共排出四个v0体积的气体。

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