多级罗茨真空泵的工作原理

多级罗茨真空泵的工作原理

前级真空泵被定义为排气至大气压的真空泵。它们还需要支持辅助泵或达到其运行的初始条件。前级真空泵有两种类型：

· 干运转的前级泵，例如涡旋泵、螺杆泵和隔膜泵。

· 油封泵，例如旋片泵。

在这篇博文中，我们将介绍与研究普通多级罗茨前级真空泵的关键工作原理。有关干泵背后历史的更多信息，请查看以下 Henry Wycliffe 的采访文字总结。

多级罗茨泵

多级罗茨泵是干式真空泵，用于低、中、高和超高真空系统以产生“干燥”条件。

简单（单级）罗茨泵最常用作增压泵，与几种类型的前级泵（如旋片泵、螺杆泵和液环泵）结合使用，以提高（或“提高”）极限压力和抽速。当使用多级罗茨泵时，不需要前级泵，它们可以在大气压下运行。多级罗茨泵最多可以由八级组成，并采用多组转子（在共用轴上）。罗茨泵适用于干燥和清洁的气氛很重要或更可能必不可少的地方。因此，它们经常用于制造半导体和太阳能电池板，以及用于涂料、其他工业应用以及科学仪器和研究。

工作原理

在其最简单的形式中，罗茨泵采用两个反向旋转的相互连接的“叶状”转子单元，它们在定子外壳或外壳内旋转。气体通过垂直于旋转单元的入口法兰进入，然后在快速旋转的转子（以相反方向旋转）和定子之间“隔离”。然后压缩气体通过排气口排出。

基于这种简单的罗茨泵模型，多级罗茨泵（最多可包含八级）采用多组转子（在共用轴上）。转子 的几何形状会产生压缩，因此 每个阶段都会产生 越来越高的压力。这样，较低级的产品是下一个较高级的“原料气”（但没有任何互连阀）。

与单级（即罗茨鼓风机）泵一样，在多级单元中，转子和定子外壳之间没有接触——这些单元是密封的，它们很坚固，并且可以在两次服务之间长时间运行。此外，新一代多级罗茨泵专门设计用于安静和清洁的环境，例如在分析仪器和研究实验室中——以 25 至 200 m3/h 的抽速运行——它们产生非常低的噪音高达 52 分贝（A）。

罗茨泵的性能特点

罗茨泵的性能特性取决于许多因素，包括级数、单元尺寸、旋转、运行速度、环境温度、初始入口压力和被泵送气体的特性。

以下列表提供了一些更明显和重要的性能特征：

· 工作压力范围从大气压到低 10 -2 范围

·25 至 200m 3 /hr之间令人印象深刻的高抽速

· 用于泵送轻质气体时性能良好

· 非常低的噪音水平（即使在高转速下）

·几乎没有振动

应用

多级罗茨泵主要用于它们的干燥、清洁和高抽速特性可以发挥最大优势。因此，它们的应用包括：分析仪器、研发和空间、半导体和太阳能行业以及激光行业。它们还用于熔炉、冶金和各种涂料应用（它们非常干燥的性质非常有利）。

优势和困难  

与其他泵相比，多级罗茨泵具有许多优点，而缺点或限制却很少。

多级罗茨泵的主要优点是它们非常紧凑和安静，使用寿命长，运动部件之间没有接触，因此不会磨损，不会产生颗粒，也不需要油，否则会污染真空系统和最终产品。

然而，多级罗茨泵有几个缺点。其中包括：在大气压附近运行时，服务成本相对较高，泵送性能较低。它们也只能实现小的压力差，这就是为什么它们以多级形式使用，其中每个增量级都能够建立在前一级压缩实现的压力增加的基础上。

多级罗茨泵的优点

·紧凑型设计

·变频调速电机

· 坚固耐用，维修间隔长

· 噪音水平低于人类对话

· 运动部件之间无接触（因此无磨损）

· 清洁泵送——无颗粒污染，无油

· 密封单元

·单相

多级罗茨泵的缺点

· 服务成本相对较高

· 当泵送接近大气压时，它们的泵性能低于其他泵类型

· 不适合泵送液体