技術(shù)文章
Technical articles羅茨真空泵是一種無(wú)內(nèi)壓縮的容積式真空泵,其工作原理基于兩個(gè)同步反向旋轉(zhuǎn)的 “8" 字形轉(zhuǎn)子(又稱(chēng)羅茨轉(zhuǎn)子)在泵腔內(nèi)的嚙合運(yùn)動(dòng),通過(guò)周期性改變泵腔容積實(shí)現(xiàn)氣體的輸送,具體過(guò)程如下:
核心結(jié)構(gòu)
l泵腔:一個(gè)密封的圓柱形腔體,為氣體輸送提供空間。
l兩個(gè)轉(zhuǎn)子:形狀為對(duì)稱(chēng)的 “8" 字形,材質(zhì)通常為鑄鐵或鋼,平行安裝在泵腔內(nèi),轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與泵腔內(nèi)壁之間保持微小間隙(通常 0.1~0.8mm),無(wú)直接接觸。
l同步齒輪:安裝在轉(zhuǎn)子軸端,確保兩個(gè)轉(zhuǎn)子以相同轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn),始終保持精確的嚙合間隙,避免碰撞。
工作過(guò)程
1.吸氣階段
當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下同步反向旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子與泵腔內(nèi)壁之間形成封閉的 “工作腔"。假設(shè)轉(zhuǎn)子順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),左側(cè)轉(zhuǎn)子與泵腔形成的工作腔容積逐漸增大,內(nèi)部氣壓低于進(jìn)氣口側(cè)壓力,被抽容器內(nèi)的氣體通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入該工作腔,直至工作腔與進(jìn)氣口脫離,吸氣過(guò)程結(jié)束。
2.輸送階段
轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn),吸入氣體的工作腔隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)向排氣口方向移動(dòng)(此時(shí)工作腔容積基本不變,無(wú)壓縮)。由于轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與泵腔的緊密配合,氣體被 “裹挾" 在工作腔內(nèi),無(wú)法回流至進(jìn)氣側(cè)。
3.排氣階段
當(dāng)工作腔旋轉(zhuǎn)至與排氣口連通時(shí),排氣口側(cè)的高壓氣體(或大氣壓)會(huì)與工作腔內(nèi)的低壓氣體產(chǎn)生壓力差,導(dǎo)致氣體被擠壓排出泵外。同時(shí),轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),工作腔與排氣口脫離,完成一次排氣,隨后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
循環(huán)往復(fù)
兩個(gè)轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn),不斷重復(fù) “吸氣 — 輸送 — 排氣" 的循環(huán),通過(guò)工作腔的連續(xù)形成與移動(dòng),將氣體從進(jìn)氣口側(cè)源源不斷地輸送至排氣口側(cè),從而降低被抽容器內(nèi)的壓力,實(shí)現(xiàn)抽真空。
關(guān)鍵特點(diǎn)
l無(wú)內(nèi)壓縮:氣體在輸送過(guò)程中容積不變,僅在排氣口處因與高壓區(qū)連通而被排出,因此需要前級(jí)泵(如旋片泵、滑閥泵)配合,不能單獨(dú)啟動(dòng)(否則排氣口高壓氣體可能反向沖擊轉(zhuǎn)子)。
l高抽速:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高(通常 1000~3000r/min),抽氣速率大,適合大流量真空系統(tǒng)。
l真空度:?jiǎn)渭?jí)羅茨泵極限真空度較低(通常 1~10Pa),但與前級(jí)泵組成機(jī)組后,可達(dá)到 10?3~10??Pa。
l適應(yīng)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(jié)構(gòu)緊湊,廣泛應(yīng)用于真空冶煉、鍍膜、化工、食品包裝等領(lǐng)域,常作為中高真空系統(tǒng)的主泵,配合前級(jí)泵使用。
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