(1)在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速;
(2)轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對(duì)稱性,故振動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙,不用潤滑,摩擦損失小,可大大降低驅(qū)動(dòng)功率,從而可實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速;
(3)泵腔內(nèi)無需用油密封和潤滑,可減少油蒸氣對(duì)真空系統(tǒng)的污染;
(4)泵腔內(nèi)無壓縮,無排氣閥。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,對(duì)被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感;
(5)壓縮比較低,對(duì)氫氣抽氣效果差;
(6)轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線柱面,加工和檢查比較困難。羅茨真空泵近幾年在國內(nèi)外得到較快的發(fā)展。在冶煉、石油化工、電工、電子等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
羅茨真空泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子在泵體中如何布置,決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)外羅茨真空泵的總體結(jié)構(gòu)布置一般有三種方案:
1.立式:兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,但兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸線構(gòu)成的平面與水平面垂直,這種結(jié)構(gòu),泵的進(jìn)排氣口呈水平設(shè)置,裝配和連接管道都比較方便。但其缺點(diǎn)是泵的重心太高,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差,所以目前除小規(guī)格的泵外,采用這種結(jié)構(gòu)型式的不太多。
2.臥式:兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸線呈水平安裝,兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸線構(gòu)成的平面成水平方向,這種結(jié)構(gòu)的泵的進(jìn)氣口在泵的上方,排氣口在泵的下方(也有與此相反的)。下邊的排氣口一般為水平方向接出,所以進(jìn)排氣方向是相互垂直的。排氣口接一個(gè)三通管向兩個(gè)方向開口,一端接排氣管道,另一端死或接旁通閥時(shí)使用。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是重心低,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好。目前國內(nèi)外大中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)型式。
3.豎軸式:國外有的羅茨泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸線與水平面垂直安裝。這種結(jié)構(gòu)的裝配間隙容易控制,轉(zhuǎn)子裝配方便,占地面積小,但齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝拆不便,潤滑裝置也較復(fù)雜。
當(dāng)總體結(jié)構(gòu)決定后,泵體本身的結(jié)構(gòu)與形狀也就相應(yīng)地決定了。
4.帶溢流閥的羅茨泵:為了防止超載引起事故,羅茨泵上裝有一個(gè)比較可靠的安全保護(hù)器,即在旁通管路上裝有一個(gè)溢流閥。排氣口處于規(guī)定壓力時(shí),溢流閥是關(guān)閉的。當(dāng)其排氣口壓力超過規(guī)定壓力時(shí),則溢流閥的閥門自動(dòng)被頂開而產(chǎn)生溢漢,排氣口壓力變正常后,溢流閥再自行關(guān)閉。它能自動(dòng)調(diào)節(jié),也是泵的允許壓差裝置,因此溢流閥的最大好處是使羅茨泵能連同前級(jí)泵一起,在各種壓力范圍內(nèi)能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。采用這種設(shè)計(jì),能使真空容器在粗真空狀態(tài)的抽氣停息時(shí)間可縮短30~50%.對(duì)于比較大的泵,溢流閥安裝在泵體外邊的旁通管路上,在比較小的泵上,溢流閥則是裝在泵殼內(nèi)的。
5.帶蒸汽冷凝器的羅茨泵:在需要抽吸蒸汽情況下,抽氣機(jī)組必須設(shè)計(jì)會(huì)使蒸汽冷凝的冷凝器,這個(gè)冷凝器可裝在泵之前或裝在泵之后,而不裝在羅茨泵的泵體上。在某種情況下,冷凝特升化吸熱能夠減少羅茨泵發(fā)熱。假設(shè)采用了復(fù)式冷凝器,在維修時(shí)可用適當(dāng)?shù)娜軇┣宄酃?,蒸汽就能順暢地在?dǎo)管中流動(dòng)。[3] 從特征曲線可以看出當(dāng)達(dá)到極限真空時(shí),通過泵入口的正向氣流量為零,既泵的實(shí)際抽速為零,式:
PC和PR事實(shí)就是前級(jí)泵和羅茨真空泵的極限壓力,達(dá)到極限真空是幾乎為分子流狀態(tài),將其導(dǎo)通能力帶入式中:
理論抽速/P0—羅茨真空泵的極限壓力
P0φ—前級(jí)真空泵的極限壓力
11.6F —20℃時(shí)空氣的導(dǎo)通能力
因此選擇不同的前級(jí)泵可以獲得不同的極限真空