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。
羅茨泵的壓縮比或泵的進(jìn)氣口和出氣口壓強(qiáng)之比與壓強(qiáng)有關(guān),通常其大值100Pa接近。在較高的壓強(qiáng)下,泵的壓縮比較小,這是由子游隙中的流導(dǎo)是隨壓強(qiáng)的升高而增加的。在較低的壓強(qiáng)下,從理論上講,壓縮比應(yīng)保持不變,但實(shí)際上卻是下降的,出氣和轉(zhuǎn)子表面的粗糙度使得低壓強(qiáng)下的壓縮比有所損失。每當(dāng)轉(zhuǎn)子朝向側(cè)時(shí),轉(zhuǎn)子表面就會(huì)吸附氣體,而當(dāng)轉(zhuǎn)子面向低壓強(qiáng)側(cè)時(shí)就釋放出已吸附氣體中的一部分。其大壓縮比為44。大型泵的壓縮比要比小型泵的高一些,因?yàn)榇笮捅玫挠蜗端伎臻g與泵容積之比較小。像氮那樣的輕的氣體的壓縮比要比對(duì)空氣的壓縮比小15-20%。壓縮比是個(gè)靜態(tài)量,是在流量為零的條件下側(cè)得的。測(cè)量時(shí),泵的進(jìn)氣口是被封住的并接上一個(gè)壓強(qiáng)規(guī),排氣口與一合粗抽泵相接,并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行抽氣。將氣體放入羅茨泵與旋片泵連接的前級(jí)管路內(nèi),在羅茨泵排氣口處 側(cè)量壓強(qiáng)P(前級(jí)壓強(qiáng)),在進(jìn)氣口處測(cè)呈壓強(qiáng)P1。壓縮比由P/P1得出。
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。上海飛魯生產(chǎn)的羅茨真空泵都配備有旁通閥,用戶可以放心使用。
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,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。