羅茨泵是一種雙轉(zhuǎn)子的容積式真空泵。在泵腔內(nèi)有兩個(gè)形狀對(duì)稱的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子形狀有兩葉、三葉和四葉的。兩個(gè)轉(zhuǎn)子彼此朝相反方向旋轉(zhuǎn),由軸端齒輪驅(qū)動(dòng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子彼此無接觸,轉(zhuǎn)子與泵腔壁也無接觸,其間通常有0.15~1.0mm的間隙,泵腔靠間隙來密封。由于羅茨泵泵腔內(nèi)無摩擦,轉(zhuǎn)子可高速運(yùn)轉(zhuǎn),一般為1500~3000r/min,而且不必用潤(rùn)滑油,可實(shí)現(xiàn)無油清潔的抽氣過程。泵的潤(rùn)滑部位于軸承和齒輪,以及動(dòng)密封處。泵沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件,故可實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)平衡。因而,羅茨泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),轉(zhuǎn)速高,尺寸小可獲得大的抽速。目前的羅茨泵,多數(shù)為臥式結(jié)構(gòu),泵的進(jìn)氣口在上,排氣口在下,這種臥式結(jié)構(gòu)重心低,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好。羅茨泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子是通過一對(duì)的齒輪來實(shí)現(xiàn)其相對(duì)同步旋轉(zhuǎn)的。
泵的傳動(dòng)多為直聯(lián)式的,大泵則有皮帶傳動(dòng)的。電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)齒輪,多設(shè)在轉(zhuǎn)子軸的兩側(cè),安裝拆卸方便。主動(dòng)軸傳遞的扭矩較大,軸要有足夠的強(qiáng)度和剛度,軸與轉(zhuǎn)子要固結(jié)牢靠。羅茨泵的密封很關(guān)鍵,主動(dòng)軸外伸部分、兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸承與泵腔之間設(shè)有動(dòng)密封,泵腔與各端蓋設(shè)有靜密封。
為了避免羅茨泵的誤操作,一般多設(shè)有旁路溢流閥。根據(jù)對(duì)羅茨泵的需要,也有將油的齒輪箱,軸承等部件與泵腔做成分離式結(jié)構(gòu)的。
在羅茨泵的壓縮過程中產(chǎn)生的熱量被傳到轉(zhuǎn)子和泵體上。轉(zhuǎn)子很難將熱量傳至泵外,而泵體的熱量很容易被散失到周圍大氣中。因而轉(zhuǎn)子與泵體之間就出現(xiàn)了溫差。加劇了轉(zhuǎn)子的熱膨脹。當(dāng)泵負(fù)荷增大時(shí),轉(zhuǎn)子膨脹會(huì)消失間隙,而被卡死。因此出現(xiàn)了氣冷式羅茨泵,用冷卻的氣體或大氣去直接冷卻熱態(tài)的轉(zhuǎn)子,從而減少了轉(zhuǎn)子與泵殼間的溫差,提高了羅茨泵的抗熱能力。這種氣冷式羅茨泵可用于高壓差和高壓縮比的情況下工作,這種泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,冷卻器與泵的出口相聯(lián),便于維修和換。由于散熱均勻,轉(zhuǎn)子和泵體之間的間隙仍可保持很小,有利于泵容積效率的提高。
羅茨泵的抽速與前級(jí)泵抽速之間的關(guān)系,主要取決于容積效率和羅茨泵許可的壓力差。如果容積效率低,則羅茨泵機(jī)組的抽速將會(huì)明顯下降。如果羅茨泵的壓力差超過許可的大壓力差,由于壓縮功將使轉(zhuǎn)子過熱膨脹,而會(huì)被卡死。因?yàn)楸脷ひ子谙蛑車h(huán)境散熱,仍然是不太熱的。
羅次泵大允許壓差范圍在40-100hPa,在較高的壓力范圍(150hPa)時(shí),允許的壓力差稍高,因?yàn)楸怀闅怏w量多謝,了轉(zhuǎn)子的冷卻。由于壓差的增加,必將引起所需功率也要增加。在羅茨泵的出口管道設(shè)置的氣體冷卻器,這時(shí)許可的大壓差可以增加,因?yàn)槔鋮s氣體的回流能保持轉(zhuǎn)子的溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。
在真空和高真空范圍內(nèi),抽速比多采用10:1。在入口壓力有較大變化或前級(jí)壓力變小,則壓縮比降低,故抽速比多選擇5:1。
1)當(dāng)羅茨泵在較高壓力下啟動(dòng)時(shí),壓力下降速度很快,達(dá)到了要求的壓力,啟動(dòng)時(shí)雖然超過了大許可壓力差,但短時(shí)間超負(fù)荷(幾分鐘內(nèi))一般羅茨泵的馬達(dá)不會(huì)發(fā)生問題。對(duì)入口壓力非常低或前級(jí)泵氣鎮(zhèn)閥工作時(shí),通常使用雙級(jí)前級(jí)泵,否則羅茨泵所需的前級(jí)壓力很難達(dá)到,而且,在這種壓力下前級(jí)泵的抽速變得太低了。將導(dǎo)致壓縮比太高,容積效率降低了。
2)泵入口壓力處在粗真空范圍內(nèi)時(shí),這是大許可壓力差變成了重要因素。
羅茨泵與前級(jí)泵的抽速比,對(duì)入口壓力為15hPa時(shí)時(shí)6:1,對(duì)入口壓力為75hPa時(shí)是2:1.在粗真空范圍內(nèi),羅茨泵和前級(jí)泵抽速比,對(duì)每種情況要分別去確定,一般來說,是比較小的。而容積效率相當(dāng)好。
羅茨泵使用需要注意的誤區(qū)
1、羅茨真空泵使用配備前級(jí)泵,羅茨泵不可以單獨(dú)使用。
2、羅茨泵多用在羅茨真空機(jī)組中,它的作用是提高抽速和前級(jí)泵的真空度。羅茨泵在與前級(jí)泵連接的中配需配備旁通閥,這樣可以的保護(hù)羅茨泵,如果前級(jí)泵的抽氣不穩(wěn)定或者其他因素導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組的工作不正常帶有旁通閥的羅茨泵此時(shí)會(huì)起到保護(hù)羅茨泵的作用,從而延長(zhǎng)整個(gè)真空機(jī)組的壽命。
3、在選擇羅茨泵的時(shí)候需要注意的是羅茨泵的易損件密封方式是哪一種,上海飛魯生產(chǎn)的羅茨泵采用的都是機(jī)械密封的方式,這樣可以的提高羅茨泵的工作效率,如果羅茨泵的密封方式選擇軸套密封的話工作效率則會(huì)降低,在選擇羅茨泵的時(shí)候需要特別注意。
4、羅茨泵在使用過程中如果導(dǎo)致真空度降低,此時(shí)需要檢查的一點(diǎn)是羅茨泵轉(zhuǎn)子之間的間隙是否有所變化,如果羅茨泵的轉(zhuǎn)子間隙變大,則需要換羅茨泵,因?yàn)榇祟惲_茨泵在生產(chǎn)加工過程中沒有對(duì)羅茨泵轉(zhuǎn)子做靜動(dòng)平衡,或者是采用軸套密封的。