罗茨真空泵简介.

罗茨真空泵简介

一、罗茨真空泵的概念

罗茨式真空泵(简称罗茨泵是利用两个8字形转子在泵壳中旋转而产生吸气和排气作用的。由于它在低压力范围内工作，气体分子自由程较大，气体通过微小缝隙的阻力很大，因而能获得较高的压缩比，可以作为增压真空泵使用。

罗茨式真空泵根据泵体结构可分为两类：一类为普通型，另一类为直排大气型。二者区别除结构之外，主要是普通型罗茨泵不能单独把气体直接排入大气中去，需要和前级真空泵串联使用，被抽气体通过前级真空泵将气体排到大气中。而后者则可以直接将被抽气体排入大气。汉钟现有PS 和PDR 系列真空泵中的Booster 机体就属于普通型罗茨泵。普通型罗茨泵又可分为一般型泵和带旁通阀型泵两种。一般型泵的最大允许压差在2000Pa~10000Pa范围，而带旁通阀的压差仅限于2000Pa~4000Pa。当压差超过每一规格泵的规定值时，旁通阀就会自动顶开，泵出口出的气体经旁通阀返流入进口处，以使泵安全运行。因为罗茨泵的转子受力面积较大，在大压差情况下运行，会使泵的负载变的很大。汉钟的PS 系列的Booster 机体就属于一般型泵，而PDR 系列的Booster 机体则属于带旁通阀型泵。

二、工作原理

罗茨泵的工作原理如图一所示，工作时，被抽气体由进气口进入转子与泵体之间，这时一个转子和泵体把气体与进气口隔开，被隔开的气体(如图中影线部分所示在转子连续不断的旋转过程中，被送到排气口。在图(a中，V0空间是处在封闭状态的，因此，没有压缩和膨胀，但当转子的峰部转到排气口边缘

时，由于V0部分的压力较之排气口处的压力低，为了使相连体积内压力均匀，气体就会从排气口处扩散到V0区域，其扩散方向与转子旋转方向相反。当转子再转动时，把V0处的气体压缩到排气口将其排出。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。这就是罗茨真空泵的容积作用原理。

罗茨泵在入口压力很低情况小工作时，由于转子转速很高(1000r/min--

3000r/min，转子表面的线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口，再被排除。这就是罗茨真空泵的

分子作用原理。

图一：罗茨泵的工作原理

三、罗茨泵的特点是：

1. 转子与泵腔、转子与转子之间有一定的间隙，互不接触，不需要用油润滑。

2. 转子具有良好的几何对称性，可以提高转速，从而能够制造出结构紧凑的大抽速泵来。

3. 泵工作时振动小，容积大，容积利用系数λnp=0.5左右。

4. 在泵腔内并不发生像机械真空泵那样的压缩现象，因此它不需要排气阀。也

正因如此，可抽除可凝性蒸汽。

5. 启动快，能够在短时间内达到极限真空。功率小，运转维护费用低。

6. 在很宽的压力范围内(1x103Pa~1Pa有很大的抽速，能迅速排出突然放出的气体，弥补了扩散泵和油封机械泵在(1x103Pa~1Pa时抽速都很小的缺陷。因此，它最适合做增压泵用。罗茨泵的缺点是泵的转子制造较难，抽除氢气

的效果不如油增压泵高。

图二：抽气速率曲线图

四、罗茨真空泵的运用

罗茨泵在中度真空有很好的抽气速率，然而在接近大气压的区域则抽气速率不佳(抽气速率曲线图如图二，因此在使用上，常串联油封式机械真空泵或其它干式真空泵，以加大真空系统之抽气速率。

罗茨泵广泛用于真空冶金工业的真空脱气、真空熔炼、钢水真空处理，以及空间模拟、低密度风洞等装置中抽除非腐蚀性气体。也可以用于化工、食品、医药、电机制造等工业的蒸馏、蒸发、干燥等生产过程。

（真空产品部吴晓云）