羅茨真空泵工作原理


二葉羅茨真空泵工作原理  附件:   
 
羅茨真空泵(簡稱羅茨泵)是一種旋轉式變?nèi)?a title="真空泵" href="http://m.getdailydiscount.com/" target="_blank">真空泵。它是由羅茨鼓風機演變而來的。根據(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。一般來說,羅茨泵具有以下特點:  
在較寬的壓強范圍內(nèi)有較大的抽速;  起動快,能立即工作;  
對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感;  轉子不必潤滑,泵腔內(nèi)無油;  
振動小,轉子動平衡條件較好,沒有排氣閥;  驅(qū)動功率小,機械摩擦損失?。? 結構緊湊,占地面積??;  運轉維護費用低。  
  因此,羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業(yè)部門得到廣泛的應  
 
羅茨泵的結構如圖所示。在泵腔內(nèi),有二個“8”字形的轉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運動。在轉子之間,轉子與泵殼內(nèi)壁之間,保持有一定的間隙,可以實現(xiàn)高轉速運行。由于羅茨泵是一種無內(nèi)壓縮的真空泵,通常壓縮比很低,故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結構和制造精度外,還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度,可將羅茨泵串聯(lián)使用。   
  羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉,被抽氣體從進氣口吸入到轉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空間是全封閉狀態(tài),所以,在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。 但當轉子頂部轉過排氣口邊緣,v0空間與排氣側相通時,由于排氣側氣體壓強較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。當轉子繼續(xù)轉動時,氣體排出泵外。  
  如圖為羅茨泵轉子由0°轉到180°的抽氣過程。在0°位置時(圖中a),下轉子從泵入口封入v0體積的氣體。當轉到45°位置時(圖中b),該腔與排氣口相通。由于排氣側壓強較高,引起一部分氣體返沖過來。當轉到90°位置時(圖中c),下轉子封入的氣體,連同返沖的氣體一起排向泵外。這時,上轉子也從泵入口封入v0體積的氣體。當轉子繼續(xù)轉到135°時(圖中d),上轉子封入的氣體與排氣口相通,重復上述過程。180°(圖e)位置和0°位置是一樣的。轉子主軸旋轉一周共排出四個v0體積的氣體。  
水環(huán)式真空泵工作原理    
水環(huán)真空泵(簡稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa,串聯(lián)大氣噴射器可達270~670Pa。水環(huán)泵也可用作壓縮機,稱為水環(huán)式壓縮機,是屬于低壓的壓縮機,其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。 
  水環(huán)泵**初用作自吸水泵,而后逐漸用于石油、化工、機械、礦山、輕工、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環(huán)泵得到廣泛的應用。由于真空應用技術的飛躍發(fā)展,水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環(huán)泵應用日益增多。 
  如圖:在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中指示的方向順時針旋轉時,水被葉輪拋向四周,由于離心力的作用,水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切,水環(huán)的下部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點,那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔jue;當葉輪繼續(xù)旋轉時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時,氣體便被排出泵外。 
  綜上所述,水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?nbsp;
水環(huán)泵和其它類型的機械真空泵相比有如下優(yōu)點:  
結構簡單,制造精度要求不高,容易加工。  
結構緊湊,泵的轉數(shù)較高,一般可與電動機直聯(lián),無須減速裝置。故用小的結構尺寸,可以獲得大的排氣量,占地面積也小。  
壓縮氣體基本上是等溫的,即壓縮氣體過程溫度變化很小。由于泵腔內(nèi)沒有金屬磨擦表面,無須對泵內(nèi)進行潤滑,而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。  
吸氣均勻,工作平穩(wěn)可靠,操作簡單,維修方便。  水環(huán)泵也有其缺點:  
效率低,一般在30%左右,較好的可達50%。  
真空度低,這不僅是因為受到結構上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液,極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液,可達130Pa。  
  總之,由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點,盡管它效率低,仍然得到了廣泛的應用。