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            羅茨真空泵的工作原理

            羅茨真空泵(簡稱羅茨泵)是一種旋轉式變容真空泵。它是由羅茨鼓風機演化而來的。依據羅茨真空泵工作范圍的不同,又分為直排大氣的低真空羅茨泵;中真空羅茨泵(又稱機械增壓泵)和高真空多級羅茨泵。普通來說,羅茨泵具有以下特性:

            在較寬的壓強范圍內有較大的抽速;
            起動快,能立刻工作;
            對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感;
            轉子不用光滑,泵腔內無油;
            振動小,轉子動均衡條件較好,沒有排氣閥;
            驅動功率小,機械摩擦損失;
            構造緊湊,占空中積;
            運轉維護費用低。
            因而,羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業部門得到普遍的應用。

            羅茨真空泵原理圖
            羅茨真空泵的工作原理圖

            在泵腔內,有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上,由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。在轉子之間,轉子與泵殼內壁之間,堅持有一定的間隙,可以完成高轉速運轉。由于羅茨泵是一種無內緊縮的真空泵,通常緊縮比很低,故高、中真空泵需求前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結構和制造精度外,還取決于前級泵的極限真空。為了進步泵的極限真空度,可將羅茨泵串聯運用。

            羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不時旋轉,被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內,再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封鎖狀態,所以,在泵腔內氣體沒有緊縮和收縮。 但當轉子頂部轉過排氣口邊緣,v0空間與排氣側相通時,由于排氣側氣體壓強較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時,氣體排出泵外。

              羅茨泵轉子由0°轉到180°的抽氣過程。在0°位置時,下轉子從泵入口封入v0體積的氣體。當轉到45°位置時, 該腔與排氣口相通。由于排氣側壓強較高,惹起一部分氣體返沖過來。當轉到90°位置時,下轉子封入的氣體,連同返沖的氣體一同排向泵外。這時,上轉子也從泵入口封入v0體積的氣體。當轉子繼續轉到135°時,上轉子封入的氣體與排氣口相通,重復上述過程。180°位置和0°位置是一樣的。

            轉子主軸旋轉一周共排出四個v0體積的氣體。

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