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推荐:「罗茨真空泵」的原理抽速以及配置

作者:三叶罗茨鼓风机 时间:2020-03-08 13:52:36 点击:

  「罗茨真空泵」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。靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。「罗茨真空泵」是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵,此泵不可以单独抽气,前级需配油封、水环等可直排大气。

      它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似,工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统主抽泵相接。这种真空泵的转子与转子之间、转子与泵壳之间互不接触,间隙一般为0.1~0.8毫米;不需要用油润滑。转子型线有圆弧线、渐开线和摆线等。渐开线转子泵的容积利用率高,加工精度易于保证,故转子型线多用渐开线型。

     我们的罗茨鼓风机可当用在负压作为吸力的时候称之为「罗茨真空泵」,但是这种只能吸收空气等气体可以称之为干式「罗茨真空泵」,还有种可以吸收大量的水分,外行类似于这种风机,称之为湿式「罗茨真空泵」,下面介绍一下泵的抽速与配置。

  一、抽速

  定义为在一定的吸入压力下,单位时间通过泵口被抽除的气体的体积。一个完正的真空系统,不论是为了何种应用,都应有一个需要抽成真空的容器或室体,一套真空机组,也可能是一台真空泵,还有连接管道、阀门、冷阱等。而管道、阀门、冷阱等作为组成真空系统的部件,对气体的流动都有一定的阻碍作用。

     反过来说它们对气体的流动都有一定的通导能力,这种能力称之为流导。这在气体的流动中是一个很重要的概念,它的定义为单位压差下的流量。气体的自然流动总是从高压流向低压,上述任一部件,当两端的压力分别为P1、P2时,而流过的气体量为Q,则该部件流导U=Q/(P1-P2)不同的真空系统部件的流导可以通过计算、模拟、测量等方法确定,它除了与几何形状有关外,还与气体的流动状态有关。不同部件的流导是可以进行串并联的。

  根据真空基本方程,可从数学上得到两个极端的结果,即当流导U非常大时,真空室的有效抽速S0可以近似等于泵的抽速S;当泵的抽速S非常大时,或者流导U非常小时,真空室的有效抽速S0近似等于流导U。上述结果从物理上可能更易理解,从真空室抽气口抽除的气体必须经过流导U(即管道、阀门等)才能被真空泵抽除,

      只不过被抽除的气体从真空室抽气口向泵口运动过程是从高压向低压的流动,而从泵口被抽除是从低压向高压的基于某种抽气原理的强制流动。如流导U非常大,即通过它的气体量不受限制,那么泵的抽气能力就决定于自身的抽速大小,这与泵口直接与真空室相连接是一样的。

推荐:「罗茨真空泵」的原理抽速以及配置(图1)

   但如果泵的抽速非常大,这也就是相对于泵的抽速流导U非常小,此时泵的实际抽气能力并不决定于它的抽速大小而决定于气体通过流导U的能力,流导的数值恰为泵的有效抽速S0。为了尽量发挥泵的抽气能力,最大限度的加大流导U是最有效的方法,但往往难于实现。而一味增大泵的抽速更不切实际。所以采用昼量大的流导和选用昼量大的抽速的泵就非常值得权衡。

  从真空基本方程可以知道,有效抽速S0随S或U都是单调递增的函数。真空基本方程描述的内容并不深奥,但也没有浅显到可以作为每个人的常识,所以在不少的应用领域,用户往往忽略流导对泵抽速的限制,而造成真空技术应用的效果大受影响。

  二、配置

  对于一个没有漏气,也没有放气的真空系统如真空室体积为V,真空室有效抽速为S0,则随着抽气的过程,真空室内压力随时间遵从如下的变化规律。以上规律揭示,每经过约的时间,真空室内压力降低一个数量级,显然t越小,压力下降越快,当V一定时,有效抽速S0越大,才能越小。

  由于一个合格的真空系统对其漏率有严格的要求,所以放气是影响系统压力降低的主要因素,而放气是一个缓慢的过程,即使采用烘烤等强化措施,要达到某一预定的压力,往往要经过很长的时间。

  总结:「罗茨真空泵」的特点是:启动快,耗功少,运转维护费用低,抽速大、效率高,对被抽气体中所含的少量水蒸汽和灰尘不敏感,在100~1帕压力范围内有较大抽气速率,能迅速排除突然放出的气体。这个压力范围恰好处于油封式机械真空泵与扩散泵之间。

     因此,它常被串联在扩散泵与油封式机械真空泵之间,用来提高中间压力范围的抽气量。这时它又称为机械增压泵。广泛用于真空冶金中的冶炼、脱气、轧制,以及化工、食品、医药工业中的真空蒸馏、真空浓缩和真空干燥等方面。「罗茨真空泵」配件为用于真空泵噪声治理的,真空泵消音器。

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