羅茨泵是指泵內(nèi)裝有兩個(gè)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?。
羅茨泵在石油、化工、塑料、農(nóng)藥、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長期運(yùn)行的考驗(yàn),所以應(yīng)該在國內(nèi)大力推廣和應(yīng)用。同時(shí)也廣泛用于石油、化工、冶金、紡織等工業(yè)。真空泵配件作為真空泵消音器,用于真空泵的噪聲治理。
工作原理:
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(dòng)氣體而實(shí)現(xiàn)抽氣的真空泵。
羅茨泵是指具有一對同步高速旋轉(zhuǎn)的鞋底形轉(zhuǎn)子的機(jī)械真空泵,此泵不可以單獨(dú)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(jī)相似,工作時(shí)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,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。羅茨泵的轉(zhuǎn)速可高達(dá)3450~4100轉(zhuǎn)/分;抽氣速率為30~10000升/秒(1升=10-3米3); 真空:單級為6.5×10^2帕,雙級為1×10^3帕。
羅茨泵的 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 真空。為了提高泵的 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(jī)相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),被抽氣體從進(jìn)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(shí),由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強(qiáng)突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內(nèi),有二個(gè)"8"字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對平行軸上,由傳動(dòng)比為1的一對齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間,保持有 的間隙,可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
結(jié)構(gòu)組成:
羅茨泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子在泵體中如何布置,決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。羅茨泵的總體結(jié)構(gòu)布置一般有三種方案:
1.立式:兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,但兩個(gè)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(jìn)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(diǎn)是泵的重心太高,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(gè)轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,兩個(gè)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(jìn)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(jìn)排氣方向是相互垂直的。排氣口接一個(gè)三通管向兩個(gè)方向開口,一端接排氣管道,另一端死或接旁通閥時(shí)使用。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是重心低,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好。大中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)型式。
3.豎軸式:有的羅茨泵的兩個(gè)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(dòng)機(jī)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(gè)比較可靠的 保護(hù)器,即在旁通管路上裝有一個(gè)溢流閥。排氣口處于規(guī)定壓力時(shí),溢流閥是關(guān)閉的。當(dāng)其排氣口壓力超過規(guī)定壓力時(shí),則溢流閥的閥門自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié),也是泵的允許壓差裝置,因此溢流閥的 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(yùn)轉(zhuǎn)。采用這種設(shè)計(jì),能使真空容器在粗真空狀態(tài)的抽氣停息時(shí)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。