罗茨真空泵

罗茨真空泵

罗茨真空泵简称罗茨泵，它是利用两个８字形转子在泵壳中旋转而产生吸气和排气作用的。其原理和罗茨鼓风机相似。罗茨泵在低压范围内工作，气体分子的自由程较大，气体漏过微小

缝隙的阻力很大，可以获得较高的压缩比，可作为增压真空泵使用。

按泵体结构分类：

㈠普通型：不能单独把气体直接排入大气，使用时需要和前级真空泵串联，被抽气体通过前级泵排入大气。

①一般型泵：最大允许压差在２０００Ｐａ－１００００Ｐａ范围

②带旁通阀型泵：允许压差仅限于２０００Ｐａ－４０００Ｐａ范围

当压差超过每一规格泵的规定值时，旁通阀就会自动顶开，泵出口处的气体经旁通阀返流入

　泵进口处，使泵安全运行。

㈡直排大气型：可以直接把气体排入大气，此种泵的最大允许压差可达８８０００Ｐａ。

①气冷式直排罗茨泵　

必须配置冷却器和消声器。罗茨泵压缩过程中产生的热量被传到转子和泵体上，转子很难将

热量传到泵外，而泵体则可以轻松将热量散失到周围的大气中，这样转子和泵体之间就出现了温差，加剧了转子的热膨胀。当泵负荷增大时，转子膨胀，使其之间的间隙减小，最终导致转子卡死，因此诞生了气冷式罗茨泵，用冷却的气体或大气直接去冷却热的转子，从而减小了转子和泵

体的温差，提高了罗茨泵的抗热能力．

②水冷式直排大气型罗茨真空泵

按罗茨泵工作压力范围分类：

㈠低真空的直排大气干式罗茨泵和湿式罗茨泵

小泵极限压力为２×１０　Ｐａ，大泵可达１×１０　Ｐａ，若两台串联，可获得极限压力２×１０　Ｐａ－３×１０

Ｐａ。湿式罗茨泵可以吸入少量的水，但吸入量过大时，要在泵入口前设置分离器，将水分离后，再注入适量的水。这种泵直接向大气中排放时，噪声较大，故需要加消声器。

㈡中真空罗茨泵（机械增压泵）

中真空罗茨泵出口压力在４×１０　Ｐａ以下，吸入压力在１×１０　Ｐａ－１０　Ｐａ范围，如出口压力在１０　Ｐａ，

入口压力在１０　Ｐａ－１Ｐａ范围内使用，效率最高。

有溢流阀的罗茨泵可以缩短启动时间

一、罗茨泵分类

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㈢高真空罗茨泵

罗茨泵在高真空领域工作，称为机械增压泵，在压差小的地方使用，轴的动力消耗也低，间

隙返流也少，间隙中气体的流动，随压力下降由粘性流过渡到分子流状态，返流低，这时压力比较高，容积效率也高。由于低压时，排气量很小，压缩气体产生的热量也少，因此不必注水和在排气口处加冷却器，其排气温度可在１００℃以下。机械增压泵的出口压力在４×１０ｅ３Ｐａ以下，吸入

压力在１０　—１０ Ｐａ范围内。若出口压力在１０　Ｐａ以下，入口压力在１０　—１Ｐａ范围内使用，效率最

高

３－１２二、罗茨泵原理

罗茨泵是按罗茨鼓风机的原理工作的。工作时，被抽气体

由进气口进入转子和泵体之间，这时一个转子和泵体把气体与

进气口隔开，被隔开的气体（图中阴影部分所示）在转子连续不

断的旋转过程中，被送到排气口。在右图中，Ｖ 空间是处在密闭状态的，因此，没有压缩与膨胀。但是，当转子的峰部转到

排气口边缘时，由于Ｖ　部分的压力比排气口处的压力低，为了使相连体积内压力均匀，气体会从排气口处扩散到Ｖ　区域，其扩散方向与转子旋转方向相反。当转子再转动时，把Ｖ　处的气体压缩到排气口将其排除。这时转子的另一面与进气口相连部

分则吸入气体，当转子不断地旋转时，重复上述抽气过程不断

地排出流进来的气体。这种工作过程相当于转子空间由某一最

小值增加到最大值，然后再由最大值减小到最小值。

①罗茨真空泵容积作用原理

②罗茨真空泵分子作用原理

罗茨泵在入口压力很低情况下工作时，由于转子转速很高（１０００ｒ／ｍｉｎ－３０００ｒ／ｍｉｎ），转子表面

再被预真空泵排除。

速度接近于分子的热运动速度，这时碰撞在转子上的气体分子被转子携带到压力较高的排气的线口，罗茨泵是一种双转子的容积式真空泵，在泵腔内有两个形状对称的转子，转子形状有两叶、三叶和四叶的。两个转子彼此朝相反方向旋转，由轴端齿轮驱动同步转动。转子彼此无接触，其间通常有０．１５－－１ｍｍ的间隙，泵腔靠间隙来密封。

罗茨泵泵腔内无摩擦，转子可高速运转，一般为１５００－３０００ｒ／ｍｉｎ，而且不必用油润滑，可实清洁的抽气过程。泵的润滑部位仅限于轴承和齿轮，以及动密封处。泵没有往复运动，平现无油

稳、转速高、尺寸小，可获得大的抽速。

三、罗茨真空泵的特点

①在较宽的压力范围内有较大的抽速；

②设有旁通溢流阀，可在大气压力下启动，缩短了抽气时间；

③转子之间、转子与泵腔壁之间有间隙，泵内运动件无摩擦，不必润滑，泵腔内无油；

④转子形状对称，动平衡性能良好，运转平稳，选择高精度的齿轮传动，运转时噪声低；

⑤结构紧凑，占地面积小，通常选卧式结构，泵腔内气体垂直流动，利于被抽的灰尘或冷凝

物的排除；

⑥选择适宜的转子型线和精细的研磨加工，可获得较高的容积效率；

⑦运转维护费用低。

目前国内外的罗茨泵，多数为卧式结构，泵的进气口在上，排气口在下，这种卧式结构重心低，高速运转时稳定性好。罗茨泵的两个转子是通过一对高精度的齿轮来实现其相对同步旋转的，泵的传动多为直联式的，大泵则有皮带传动。电动机与传动齿轮，多设在转子轴的两侧，安装拆卸方便。主动轴传递的扭矩较大，轴要有足够的强度和刚度，轴与转子要固结牢靠。罗茨泵的密封很关键，主动轴外伸部分，两个转子的轴承与泵腔之间设有动密封，泵腔与各端盖设有静密封。为了避免罗茨泵的误操作，一般多设有旁路溢流阀。由泵的许可压力差△Ｐ来设计旁路溢流阀，可在大气压力下启动，使罗茨泵和前级泵同时连续运转，因而对容器的抽气时间大为缩短（达３０％－５０％）。