技術文章
Technical articles羅茨真空泵是一種無內壓縮的容積式真空泵,其工作原理基于兩個同步反向旋轉的 “8" 字形轉子(又稱羅茨轉子)在泵腔內的嚙合運動,通過周期性改變泵腔容積實現氣體的輸送,具體過程如下:
核心結構
l泵腔:一個密封的圓柱形腔體,為氣體輸送提供空間。
l兩個轉子:形狀為對稱的 “8" 字形,材質通常為鑄鐵或鋼,平行安裝在泵腔內,轉子之間、轉子與泵腔內壁之間保持微小間隙(通常 0.1~0.8mm),無直接接觸。
l同步齒輪:安裝在轉子軸端,確保兩個轉子以相同轉速反向旋轉,始終保持精確的嚙合間隙,避免碰撞。
工作過程
1.吸氣階段
當兩個轉子在電機驅動下同步反向旋轉時,轉子與泵腔內壁之間形成封閉的 “工作腔"。假設轉子順時針和逆時針旋轉,左側轉子與泵腔形成的工作腔容積逐漸增大,內部氣壓低于進氣口側壓力,被抽容器內的氣體通過進氣口進入該工作腔,直至工作腔與進氣口脫離,吸氣過程結束。
2.輸送階段
轉子繼續旋轉,吸入氣體的工作腔隨轉子轉動向排氣口方向移動(此時工作腔容積基本不變,無壓縮)。由于轉子之間及轉子與泵腔的緊密配合,氣體被 “裹挾" 在工作腔內,無法回流至進氣側。
3.排氣階段
當工作腔旋轉至與排氣口連通時,排氣口側的高壓氣體(或大氣壓)會與工作腔內的低壓氣體產生壓力差,導致氣體被擠壓排出泵外。同時,轉子繼續轉動,工作腔與排氣口脫離,完成一次排氣,隨后進入下一個循環。
循環往復
兩個轉子持續旋轉,不斷重復 “吸氣 — 輸送 — 排氣" 的循環,通過工作腔的連續形成與移動,將氣體從進氣口側源源不斷地輸送至排氣口側,從而降低被抽容器內的壓力,實現抽真空。
關鍵特點
l無內壓縮:氣體在輸送過程中容積不變,僅在排氣口處因與高壓區連通而被排出,因此需要前級泵(如旋片泵、滑閥泵)配合,不能單獨啟動(否則排氣口高壓氣體可能反向沖擊轉子)。
l高抽速:轉子轉速高(通常 1000~3000r/min),抽氣速率大,適合大流量真空系統。
l真空度:單級羅茨泵極限真空度較低(通常 1~10Pa),但與前級泵組成機組后,可達到 10?3~10??Pa。
l適應性:可抽除干燥氣體、含少量粉塵或可凝性氣體(需配輔助裝置),但不能抽黏性氣體。
羅茨真空泵因抽速大、結構緊湊,廣泛應用于真空冶煉、鍍膜、化工、食品包裝等領域,常作為中高真空系統的主泵,配合前級泵使用。
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