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羅茨真空泵的工作原理

羅茨真空泵(簡稱羅茨泵)是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡谩K怯闪_茨鼓風機演化而來的。依據(jù)羅茨真空泵工作范圍的不同,又分為直排大氣的低真空羅茨泵;中真空羅茨泵(又稱機械增壓泵)和高真空多級羅茨泵。普通來說,羅茨泵具有以下特性:

在較寬的壓強范圍內(nèi)有較大的抽速;
起動快,能立刻工作;
對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感;
轉(zhuǎn)子不用光滑,泵腔內(nèi)無油;
振動小,轉(zhuǎn)子動均衡條件較好,沒有排氣閥;
驅(qū)動功率小,機械摩擦損失小;
構(gòu)造緊湊,占空中積小;
運轉(zhuǎn)維護費用低。
因而,羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業(yè)部門得到普遍的應用。

羅茨真空泵原理圖
羅茨真空泵的工作原理圖

在泵腔內(nèi),有二個“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對平行軸上,由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間,堅持有一定的間隙,可以完成高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。由于羅茨泵是一種無內(nèi)緊縮的真空泵,通常緊縮比很低,故高、中真空泵需求前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結(jié)構(gòu)和制造精度外,還取決于前級泵的極限真空。為了進步泵的極限真空度,可將羅茨泵串聯(lián)運用。

羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉(zhuǎn)子的不時旋轉(zhuǎn),被抽氣體從進氣口吸入到轉(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空間是全封鎖狀態(tài),所以,在泵腔內(nèi)氣體沒有緊縮和收縮。 但當轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣,v0空間與排氣側(cè)相通時,由于排氣側(cè)氣體壓強較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。當轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,氣體排出泵外。

  羅茨泵轉(zhuǎn)子由0°轉(zhuǎn)到180°的抽氣過程。在0°位置時,下轉(zhuǎn)子從泵入口封入v0體積的氣體。當轉(zhuǎn)到45°位置時, 該腔與排氣口相通。由于排氣側(cè)壓強較高,惹起一部分氣體返沖過來。當轉(zhuǎn)到90°位置時,下轉(zhuǎn)子封入的氣體,連同返沖的氣體一同排向泵外。這時,上轉(zhuǎn)子也從泵入口封入v0體積的氣體。當轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)到135°時,上轉(zhuǎn)子封入的氣體與排氣口相通,重復上述過程。180°位置和0°位置是一樣的。

轉(zhuǎn)子主軸旋轉(zhuǎn)一周共排出四個v0體積的氣體。

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