羅茨泵是一種雙轉(zhuǎn)子的容積式真空泵。在泵腔內(nèi)有兩個形狀對稱的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子形狀有兩葉、三葉和四葉的。兩個轉(zhuǎn)子彼此朝相反方向旋轉(zhuǎn),由軸端齒輪驅(qū)動同步轉(zhuǎn)動。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)子可高速運轉(zhuǎn),一般為1500~3000r/min,而且不必用潤滑油,可實現(xiàn)無油清潔的抽氣過程。泵的潤滑部位于軸承和齒輪,以及動密封處。泵沒有往復(fù)運動部件,故可實現(xiàn)良好的動平衡。因而,羅茨泵運轉(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,高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性好。羅茨泵的兩個轉(zhuǎn)子是通過一對的齒輪來實現(xiàn)其相對同步旋轉(zhuǎn)的。
泵的傳動多為直聯(lián)式的,大泵則有皮帶傳動的。電動機(jī)與傳動齒輪,多設(shè)在轉(zhuǎn)子軸的兩側(cè),安裝拆卸方便。主動軸傳遞的扭矩較大,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,主動軸外伸部分、兩個轉(zhuǎn)子的軸承與泵腔之間設(shè)有動密封,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,轉(zhuǎn)子膨脹會消失間隙,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,而會被卡死。因為泵殼易于向周圍環(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,允許的壓力差稍高,因為被抽氣體量多謝,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,這時許可的大壓差可以增加,因為冷卻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時,壓力下降速度很快,達(dá)到了要求的壓力,啟動時雖然超過了大許可壓力差,但短時間超負(fù)荷(幾分鐘內(nèi))一般羅茨泵的馬達(dá)不會發(fā)生問題。對入口壓力非常低或前級泵氣鎮(zhèn)閥工作時,通常使用雙級前級泵,否則羅茨泵所需的前級壓力很難達(dá)到,而且,在這種壓力下前級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,這是大許可壓力差變成了重要因素。
羅茨泵與前級泵的抽速比,對入口壓力為15hPa時時6:1,對入口壓力為75hPa時是2:1.在粗真空范圍內(nèi),羅茨泵和前級泵抽速比,對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泵,羅茨泵不可以單獨使用。
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泵的真空度。羅茨泵在與前級泵連接的中配需配備旁通閥,這樣可以的保護(hù)羅茨泵,如果前級泵的抽氣不穩(wěn)定或者其他因素導(dǎo)致整個機(jī)組的工作不正常帶有旁通閥的羅茨泵此時會起到保護(hù)羅茨泵的作用,從而延長整個真空機(jī)組的壽命。
3、在選擇羅茨泵的時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降低,在選擇羅茨泵的時候需要特別注意。
4、羅茨泵在使用過程中如果導(dǎo)致真空度降低,此時需要檢查的一點是羅茨泵轉(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,因為此類羅茨泵在生產(chǎn)加工過程中沒有對羅茨泵轉(zhuǎn)子做靜動平衡,或者是采用軸套密封的。