羅茨真空泵是一種旋轉(zhuǎn)式容積泵。根據(jù)工作壓力范圍的不同,分為低真空(直排大氣)羅茨泵和中真空羅茨泵。直排大氣羅茨泵根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同,又可分為氣冷式羅茨泵和(水冷)濕式羅茨泵。中真空羅茨泵不能承受高壓差, 因此必須配備前級(jí)泵才能工作。

羅茨泵的最大允許壓差

      最大允許壓差是羅茨泵最重要的性能指標(biāo)之一,它是指羅茨泵入口壓力等于或低于1kPa時(shí), 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1h, 不發(fā)生故障所允許的出口壓力和入口壓力差值的最大值。最大允許壓差是衡量羅茨泵能否在最大消耗功率和高溫下無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)的重要指標(biāo), 也就是在最大消耗功率下考驗(yàn)羅茨泵的軸、轉(zhuǎn)子、軸承和齒輪強(qiáng)度,轉(zhuǎn)子、齒輪與軸之間聯(lián)接的可靠性,在高溫下考驗(yàn)羅茨泵的各部分間隙是否能保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

     羅茨泵的消耗功率Nc為

式中   Sth ——羅茨泵的理論抽速,L/s 

         DP ——羅茨泵出口與入口的壓力差, Pa 

      　Gm ——機(jī)械效率,一般在0.85左右

       羅茨泵的功率消耗中主要是壓縮功,隨著壓差的升高,它的壓縮功也隨著增大,而且有很大一部分壓縮功轉(zhuǎn)化為熱能,因此壓差愈大泵溫也愈高。故羅茨泵允許的壓差越大,允許的泵溫越高,泵的工作就越可靠,德國(guó)“HEDRICH”公司樣本中就指出,該公司羅茨泵的允許工作溫度可達(dá)130℃。

       目前國(guó)內(nèi)羅茨泵整體水平在最大允許壓差這個(gè)指標(biāo)上差距較大,指標(biāo)偏低,因此運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性相對(duì)要差一些。西安一個(gè)廠原使用某廠生產(chǎn)的ZJ21200型羅茨泵,啟動(dòng)壓力偏低,承受不了工作壓力下的壓差,經(jīng)常發(fā)生故障。經(jīng)多次修理也無(wú)濟(jì)于事,因而轉(zhuǎn)向我們公司要求提供性能優(yōu)異、能連續(xù)工作的羅茨泵。我們實(shí)地觀察后認(rèn)為除ZJ21200泵性能較差之外,與前級(jí)泵的配比不合理,管道也過(guò)長(zhǎng),決定用高性能的ZJ2600型羅茨泵機(jī)組取代。該機(jī)組驗(yàn)收時(shí)在模擬工況下經(jīng)受了300h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的考驗(yàn)。其中1.3×E2Pa下運(yùn)轉(zhuǎn)14h,4×1E2Pa下運(yùn)轉(zhuǎn)8 h。用戶安裝使用后,無(wú)論在真空度、抽速及運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性方面完全滿足了生產(chǎn)工藝的要求。遂將其余9 套機(jī)組全部更新。從上述例子可看出,ZJ21200型羅茨泵如在4×E2Pa壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)8h,則壓差達(dá)2.8×E3Pa, 而該泵最高允許工作溫度為60℃,最大允許壓差在(1.3～2) ×E3Pa之間,因此長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行必然會(huì)出問(wèn)題。我們公司的ZJ21200A型羅茨泵最高允許工作溫度為130℃,最大允許壓差達(dá)5×E3Pa,而我們采用的高性能ZJ2600 型羅茨泵, 它的最大允許壓差達(dá)5.5×E3 Pa,因此運(yùn)轉(zhuǎn)更可靠。

        最大允許壓差試驗(yàn)時(shí),按我公司內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)(相當(dāng)于國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)指標(biāo))檢測(cè), 泵出口表面溫度可達(dá)130～150℃, 內(nèi)部轉(zhuǎn)子溫度高達(dá)150～170℃。考慮到泵體和轉(zhuǎn)子的熱膨脹,泵各部分之間間隙必須大到足以抵消熱膨脹。但間隙過(guò)大, 必然導(dǎo)致零流量壓縮比的下降,因此羅茨泵各部分間隙要適中,既能承受高壓差考驗(yàn),又要保證有較高的零流量壓縮比。

      影響羅茨泵最大允許壓差的間隙主要有三方面,

       一是轉(zhuǎn)子與泵體之間的間隙, 高壓差運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí), 羅茨泵出口處表面溫度可達(dá)130～ 150℃。但入口處表面溫度僅為50℃左右, 因此險(xiǎn)情易出在泵體入口處與轉(zhuǎn)子之間的間隙處。

      二是轉(zhuǎn)子與側(cè)蓋處間隙,高溫轉(zhuǎn)子熱膨脹時(shí),轉(zhuǎn)子的死端間隙基本不變,轉(zhuǎn)子活端的間隙則急劇縮小,最易發(fā)生咬死現(xiàn)象。

       三是轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的間隙,它首先要求設(shè)計(jì)出優(yōu)良的轉(zhuǎn)子型線以保證兩轉(zhuǎn)子在嚙合過(guò)程中間隙均勻,其次是工藝和加工設(shè)備,要保證加工出的轉(zhuǎn)子線型符合設(shè)計(jì)要求,這樣才能避免運(yùn)轉(zhuǎn)中高溫時(shí)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的摩擦與碰撞。