：石      ：  ：aa6817

英文名稱：Roots vacuu

  內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

m pump

定義：泵內(nèi)裝有兩個(gè)相反方向同步旋轉(zhuǎn)的葉形轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁間有細(xì)小間隙而互不接觸的一種變?nèi)菡婵毡?。[1]

靠泵腔內(nèi)一對葉形轉(zhuǎn)子同步、反向旋轉(zhuǎn)的推壓作

  一種型號的外形圖

用來移動氣體而實(shí)現(xiàn)抽氣的真空泵。

羅茨真空泵是指具有一對同步高速旋轉(zhuǎn)的鞋底形轉(zhuǎn)子的機(jī)械真空泵，此泵不可以單獨(dú)抽氣，前級需配油封、水環(huán)等可直排大氣。

它的結(jié)構(gòu)和工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似，工作時(shí)其吸氣口與被抽真空容器或真空系統(tǒng)主抽泵相接。這種真空泵的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與泵殼之間互不接觸，間隙一

  原理圖

般為0.1～0.8毫米；不需要用油潤滑。轉(zhuǎn)子型線有圓弧線、漸開線和擺線等。漸開線轉(zhuǎn)子泵的容積利用率高，加工精度易于保證，故轉(zhuǎn)子型線多用漸開線型。羅茨真空泵的轉(zhuǎn)速可高達(dá)3450～4100轉(zhuǎn)/分;抽氣速率為30～10000升/秒（1升=10-3米3）；極限真空：單級為6.5×10-2帕，雙級為1×10-3帕。

羅茨真空泵的特點(diǎn)是：啟動快，耗功少，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低，抽速大、效率高，對被抽氣體中所含的少量水蒸汽和灰塵不敏感，在100～1帕壓力范圍內(nèi)有較大抽氣速率，能迅速排除突然放出的氣體。這個(gè)壓力范圍恰好處于油封式機(jī)械真空泵與擴(kuò)散泵之間。因此，它常被串聯(lián)在擴(kuò)散泵與油封式機(jī)械真空泵之間，用來提高中間壓力范圍的抽氣量。這時(shí)它又稱為機(jī)械增壓泵。

羅茨真空泵廣泛用于真空冶金中的冶煉、脫氣、軋制，以及化工、食品、醫(yī)藥工業(yè)中的真空蒸餾、真空濃縮和真空干燥等方面。

[2]羅茨真空泵壓縮氣體所需的功率與壓差成正比，一旦氣體壓差過高，泵就可能出現(xiàn)過載現(xiàn)象，造成電機(jī)繞組燒損。解決泵過載問題的方法主要有以下幾種：

（1） 采用機(jī)械式自動調(diào)壓旁通閥。 旁通閥安裝在羅茨真空泵的出口和入口之間的旁通管路上。此閥控制泵出入口之間的壓差不超過額定值。當(dāng)壓差達(dá)到額定值時(shí)，閥門靠壓差作用自動打開，使羅茨真空泵出口和入口相通，使出入口之間的壓差迅速降低，這時(shí)羅茨真空泵在幾乎無壓差的負(fù)荷下工作。當(dāng)壓差低于額定值時(shí)，閥自動關(guān)閉，氣體通過羅茨真空泵內(nèi)由前級泵抽走。帶有旁通溢流閥的羅茨真空泵可以與前級泵同時(shí)啟動，使機(jī)組操作簡單方便。

（2） 采用液力聯(lián)軸器 采用液力聯(lián)軸器也能防止泵的過載現(xiàn)象發(fā)生，使泵可以在高壓差下工作。液力聯(lián)軸器安裝在泵和電動機(jī)之間。在正常工作狀態(tài)下，液力聯(lián)軸器由電動機(jī)端向泵傳遞額定力矩。羅茨真空泵的zui大壓差由液力聯(lián)軸器所傳遞的zui大轉(zhuǎn)矩來決定，而液力聯(lián)軸器可傳遞的zui大轉(zhuǎn)矩由其中的液體量來調(diào)節(jié)。當(dāng)泵在高壓差下工作或與前級泵同時(shí)啟動時(shí)，在液體聯(lián)軸器內(nèi)部產(chǎn)生了轉(zhuǎn)速差即滑動，只傳遞一定的力矩，使泵減速工作。隨著抽氣的進(jìn)行，氣體負(fù)荷減小，羅茨真空泵逐漸加速至額定轉(zhuǎn)速。

（3） 采用真空電氣元件控制泵入口壓力 在羅茨真空泵的入口管路處安置真空膜盒繼電器或電接點(diǎn)真空壓力表等壓力敏感元件。真空系統(tǒng)啟動后，當(dāng)羅茨真空泵入口處壓力低于給定值（泵允許啟動壓力）時(shí)，壓力敏感元件發(fā)出信號，經(jīng)電氣控制系統(tǒng)開啟羅茨真空泵（如真空系統(tǒng)中裝有羅茨真空泵旁通管路，則同時(shí)關(guān)閉旁通管路閥門）。若泵入口壓力高于規(guī)定值時(shí)，則自動關(guān)閉羅茨真空泵（或同時(shí)打開泵旁通管路閥門），從而保證了羅茨真空泵的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

編輯本段

保養(yǎng)方法

（一）、羅茨真空泵定期檢查：

1、每日檢查：

a）油位檢查：油量過多，使溫度升高，油量過少，造成潤滑不良。

b）溫度檢查：用溫度計(jì)檢查泵各部位溫度。

c）電動機(jī)負(fù)荷檢查：用功率表或電流，電壓表測量電動機(jī)負(fù)荷。

2、羅茨真空泵每月檢查：

聯(lián)軸器及墊片是否損壞和松動。

3、羅茨真空泵每3個(gè)月檢查：

齒輪箱內(nèi)潤滑油是否變質(zhì)。

4、羅茨真空泵每6個(gè)月檢查：

a）前蓋軸承箱內(nèi)潤滑油是否變質(zhì)。

b）活塞環(huán)及活塞環(huán)襯套是否磨損。

c）齒輪微量程度的磨損對轉(zhuǎn)子正常運(yùn)轉(zhuǎn)是否產(chǎn)生影響，是否需要調(diào)整。

（二）、羅茨真空泵拆裝：

增壓泵進(jìn)行拆卸和重新裝配時(shí)，須根據(jù)以下注意事項(xiàng)進(jìn)行：

1、羅茨真空泵未拆卸前，先測量并記錄轉(zhuǎn)子各部分間隙。

2、盡量避免用重錘敲打，拆下的零件不得碰傷，妥善保管好。

3、將需要更換的零部件的更換原因及使用情況詳細(xì)記錄下來。

4、羅茨真空泵重新裝配前須把各零部件清潔干凈，毛刺修光。

5、無密封墊襯或密封圈的靜密封面用“106”有機(jī)硅橡膠涂料。用干凈密封的橡膠密封件，需涂上真空考克脂。帶溢流閥真空泵溢流閥上的密封圈及平面上不得涂任柯油脂。

6、根據(jù)間隙一覽表調(diào)整轉(zhuǎn)子各部分間隙。

7、全部裝好后須進(jìn)行檢漏。

8、重裝后須進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和必要的性能測試，待正常后才能安裝使用。

注：羅茨真空泵標(biāo)準(zhǔn)號：Q3204AVT002

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消除方法

羅茨真空泵故障

羅茨真空泵原因

羅茨真空泵消除方法

極限壓力不高

（1）管道、系統(tǒng)漏氣

（2）泵部分漏氣

（3）前極泵極限壓力下降

（4）潤滑油太臟或牌號不符

（5）油封磨損

（6）溢流閥處漏氣

（1）系統(tǒng)檢漏

（2）對泵檢漏

（3）修理或更換前級泵

（4）調(diào)換潤滑油

（5）調(diào)換油封

（6）對溢流閥進(jìn)行清理

抽速不足

（1）管道通導(dǎo)能力不夠

（2）前級泵抽速下降

（3）溢流閥處漏氣

（1）增大管道通導(dǎo)能力

（2）修理或更換前級泵

（3）對溢流閥處進(jìn)行清理

電動機(jī)過載

（1）入口壓力過高

（2）轉(zhuǎn)子端面與端蓋單面接觸

（3）前級泵返油進(jìn)泵腔

（4）溢流閥卡住，使出口過高

（1）調(diào)整、控制入口壓力

（2）調(diào)整轉(zhuǎn)子端面間隙

（3）裝置防返油設(shè)備

（4）對溢流閥進(jìn)行清理

過熱

（1）選擇的前級泵抽速不夠，造成壓縮比過大

（2）入口壓力過高

（3）冷卻不良

（4）齒輪箱潤滑油過高

（5）轉(zhuǎn)子與泵殼接觸

（6）齒輪、軸承、油封潤滑不良

（1）重新選用前級泵

（2）調(diào)整、控制入口壓力

（3）暢通冷卻

（4）調(diào)整油量

（5）修整

（6）保證油量適當(dāng)，潤滑良好

聲音異常

（1）裝配不良

（2）導(dǎo)向齒輪與轉(zhuǎn)子位置偏移使轉(zhuǎn)子相碰

（3）入門壓力過高

（4）過載或潤滑不良造成對齒輪的損傷

（5）軸承磨損

（1）重裝

（2）調(diào)整位置，保證間隙

（3）調(diào)整、控制入口壓力

（4）調(diào)換齒輪

（5）調(diào)換軸承

軸承、齒輪

早期磨損嚴(yán)重

（1）潤滑油不良

（2）潤滑油不足

（1）調(diào)換潤滑油

（2）補(bǔ)充潤滑油

（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稱性，故振動小，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，對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感；

（5）壓縮比較低，對氫氣抽氣效果差；

（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。它能自動調(diào)節(jié)，也是泵的允許壓差裝置，因此溢流閥的zui大好處是使羅茨泵能連同前級泵一起，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。[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泵可以獲得不同的極限真空

編輯本段

冷卻裝置1.空氣冷卻：羅茨真空泵由于輸送和壓縮氣體而產(chǎn)生熱量，這些熱量必須從轉(zhuǎn)子傳至殼體而散發(fā)。但在低壓下，氣體對熱的傳導(dǎo)和對流性能極差，致使轉(zhuǎn)子吸收的熱量不易散出，造成轉(zhuǎn)子溫度永遠(yuǎn)高于殼體的溫度。由于轉(zhuǎn)子的熱膨脹，使轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼間的間隙減少，特別在壓差也高的情況下，尤為嚴(yán)重，甚至造成轉(zhuǎn)子卡死，使泵損壞。為了使羅茨泵在較高的壓差下工作，以擴(kuò)大使用范圍，增加泵的可靠性，就必須設(shè)法散出轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量，也就是說要對轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻。

為了理解空氣冷卻的實(shí)質(zhì)，先來看一下氣體在羅茨真空泵排氣一側(cè)的流動情況，在羅茨真空泵中吸入氣體被壓縮的過程不是連續(xù)的，而是突然的。吸入氣體隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而被封閉于腔內(nèi)，又隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，使腔內(nèi)的氣體突然與排氣口接通。由于排氣一側(cè)的氣體壓力較高，排氣口處的氣體就向腔中返沖，然后又隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)趕排出泵外。這樣的過程在每旋轉(zhuǎn)一周中兩個(gè)轉(zhuǎn)子共進(jìn)行四次排氣過程。

從上述氣體的流動情況可以設(shè)想：假若每次返沖到泵腔中的氣體是冷的，則可以在高溫的泵腔內(nèi)吸收大量的熱量，這些吸收了熱量的氣體又在轉(zhuǎn)子的繼續(xù)壓縮中排出，從而會達(dá)到轉(zhuǎn)子冷卻的目的。

空氣冷卻就是運(yùn)用上述原理。在泵的排氣口處設(shè)置密集的冷卻片，冷卻片用冷水管進(jìn)行冷卻，或在泵的排氣口處直接安裝冷卻水管，這樣排氣口處的氣體就會降溫，這種冷卻方法能有效地散出羅茨泵轉(zhuǎn)子在壓縮氣體中所產(chǎn)生的執(zhí)量。而且當(dāng)排氣壓力較高時(shí)，因氣體分子的密度大，使熱傳導(dǎo)性能更好，其冷卻效果也好些。使用這種方法能保證泵在較高的壓差下作，實(shí)驗(yàn)證明，一臺羅茨泵在30Torr壓差下運(yùn)轉(zhuǎn)6h,其轉(zhuǎn)子在外殼的溫度差為22度，當(dāng)在排氣口處安裝冷卻器后，在85Torr壓差下長其運(yùn)轉(zhuǎn)，其溫差也不超過17度。一般說來，羅茨真空泵采用空氣冷卻之后，可將壓差提高80Torr，而不加冷卻器一般只能達(dá)到15~30Torr。

這種冷卻方法與環(huán)境溫度有關(guān)系，環(huán)境溫度高吸入的氣體溫度就高。則冷卻效果就不好。此外，這種方法只能避免高壓差產(chǎn)生的高熱，而不能防止泵壓縮過程中發(fā)熱，而引起間隙變小的問題，所以受泵本身間隙的限制。

2.轉(zhuǎn)子的內(nèi)部冷卻：為了使羅茨真空泵在更高壓差下工作，可采取更有效的冷卻方法，即將轉(zhuǎn)子用循環(huán)油冷卻，在泵軸兩端分別有油孔、油徑軸頭打入，經(jīng)轉(zhuǎn)子內(nèi)壁再從另一端排出。冷卻油除冷卻轉(zhuǎn)子外，還潤滑齒輪和軸承。這種冷卻效果較好，泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子溫度低于外殼溫度，大泵常采用這種方式。例如在80Torr壓差下工作時(shí)，羅茨真空泵轉(zhuǎn)子溫度較外殼低78度，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)泵負(fù)荷越重時(shí)，則間隙越大，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子用油冷卻，溫度比殼體低，負(fù)荷越大，殼體膨脹越厲害，軸間距加大，所以間隙會增大。

由于負(fù)荷大，轉(zhuǎn)子和殼體溫差不斷增高，使間隙不斷增大，這會使首逆流增大，引起羅茨真空泵抽速下降。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，羅茨泵在高負(fù)荷下工作時(shí)，需要采用有效措施，一般是將羅茨真空泵的外殼和轉(zhuǎn)子同時(shí)采用油循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。

3.轉(zhuǎn)子的油膜冷卻：這種冷卻方法是在羅茨真空泵入口處連接一個(gè)輸油管，用均勻滴下的冷卻油帶走轉(zhuǎn)子的熱量。油經(jīng)過濾器器、冷卻器，通過密封良好的油泵，再經(jīng)過辦輸油管將油送到泵的入口。油滴到轉(zhuǎn)子上之后，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而均面在轉(zhuǎn)了子的表面上。這不僅將轉(zhuǎn)子的熱量帶走，同時(shí)在兩個(gè)轉(zhuǎn)子表面上形成油膜，防止氣體的逆流，而且還能將轉(zhuǎn)子表面上依附的微細(xì)塵埃帶走。在泵的出口處設(shè)有油槽，收集廢油，經(jīng)過過濾，冷卻后重新循環(huán)使用。此種方法效果良好。但由于泵內(nèi)有油，失去了羅茨泵無油蒸汽污染真空系統(tǒng)的特點(diǎn)。再則油具有一定的粘度，對高速旋轉(zhuǎn)的羅茨泵轉(zhuǎn)子增加了不少的摩擦力，當(dāng)然使泵的功率消耗增加。

所使用的油，要求飽和蒸汽壓應(yīng)盡量代。

4.水冷卻：所謂濕式羅茨真空泵，即是由間級或雙級泵吸入的空氣經(jīng)壓縮后，通過綜合吸收及有相位差的組合消音器傳送。將微量的水注入泵內(nèi)，便能消除因壓縮空氣而產(chǎn)生的熱量。吸入水管裝在單級或雙級泵組的吸氣端并連接到真空泵的進(jìn)氣口上。水是靠真空泵產(chǎn)生的真空度而吸入，真空度越大，吸入水量就越高。用一只簡單的調(diào)節(jié)閥門便能保證*的吸入量，吸入水的溫度應(yīng)保持在20度左右，要清潔，無鈣質(zhì).