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羅茨式真空泵的工作原理說明

作者: 來源: 發布於:2015-12-16 14:31:47
羅茨式真空泵(簡稱羅茨泵)是一種無內壓縮的旋轉變容式真空泵。是利用兩個8字形轉子在泵殼中旋轉而產生吸氣和排氣作用的。其原理和羅茨鼓風機相似。由於它在低壓力範圍內工作,氣體分子自由程較大,氣體漏過微小縫隙的阻力很大,因而能獲得較高的壓縮比,可以作為增壓真空泵使用;但它不能單獨地把氣體直接排到大氣中去,需要和前級真空泵串聯使用,被抽氣體通過前級真空泵排到大氣中去。
 
羅茨泵的特點是:1.轉子與泵腔、轉子與轉子之間有一定的間隙,互不接觸,不需要用油潤滑。2.轉子具有良好的幾何對稱性,可以提高轉速,從而能夠製造出結構緊湊的大抽速泵來。3.泵工作時振動小,容積大,容積利用係數=0.5左右。4.在泵腔內並不發生像機械真空泵那樣的壓縮現象,因此它不需要排氣閥。也正因如此,可抽除可凝性蒸汽。5.啟動快,能夠
 
羅茨真空泵的工作順序位置圖
在短時間內達到極限真空。功率小,運轉維護費用低。6.羅茨泵在很寬的壓力範圍內(1000Pa~1Pa)有很大的抽速,能迅速排出突然放出的氣體,彌補了擴散泵和油封機械泵(1000Pa~1Pa)時抽速都很小的缺陷。因此,它最適合作增壓泵用。
 
羅茨泵廣泛用於真空冶金工業的真空脫氣、真空熔煉、鋼水真空處理,以及空間模擬、低密度風洞等裝置中抽除非腐蝕性氣體。也可以用於化工、食品、醫藥、電機製造等工業的蒸餾、蒸發、幹燥等生產過程。
 
工作時,被抽氣體由進氣口進入轉子與泵體之間,這時一個轉子和泵體把氣體與進氣口隔開,被隔開的氣體(如圖上影線部分所示),在轉子連續不斷地旋轉過程中,被送到排氣口。空間是處在封閉狀態,因此,沒有壓縮和膨脹。但當轉子的峰部轉到排氣口邊緣時,由於V部分的壓力較之排氣口處的壓力低,為了使相連體積內壓力均勻,氣體就會從排氣口處擴散到V區域,其擴散方向與轉子旋轉方向相反。當轉子再轉動時,把V處的氣體壓縮到排氣口將其排出。這時轉子的另一麵與進氣口相連部分則吸入氣體,當轉子不斷地旋轉時,重複上述抽氣過程不斷地排出流進來的氣體。這種工作過程相當於轉子空間由某一最小值增加到最大值,然後再由最大值減小到最小值。這就是羅茨真空泵的容積作用原理。
 
羅茨泵在入口壓力很低情況下工作時,由於轉子轉速很高,轉子表麵的線速度接近於分子的熱運動速度,這時碰撞在轉子上的氣體分子被轉子推帶到壓力較高的排氣口,再被預真空泵排除。這就是羅茨真空泵的分子作用原理。
 


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