羅茨泵的工作原理
羅茨泵,全稱羅茨真空泵,是一種高效、穩定的變容式真空泵,廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織等工業領域。其核心工作原理基于兩個“8”字形轉子的同步反向旋轉,通過容積變化實現氣體的吸入與排出。
羅茨真空泵的泵腔內裝有兩個葉形轉子,轉子間以及轉子與泵殼內壁間保持0.1~0.8毫米的微小間隙,確保無接觸運行。這兩個轉子由一對高精度同步齒輪驅動,以相反方向高速旋轉(轉速可達3450~4100轉/分)。當轉子旋轉時,泵腔被分割為吸氣區與排氣區:吸氣側轉子與泵殼形成封閉空間,氣體從進氣口被吸入;隨著轉子轉動,封閉空間逐漸移至排氣側,此時排氣側壓力較高,部分氣體返沖至封閉空間,使內部壓強驟增;當轉子繼續轉動至排氣口完全開啟時,氣體被強制排出泵外。
羅茨泵的獨特之處在于其無內壓縮特性。與活塞泵等通過壓縮氣體提升壓力的真空泵不同,羅茨真空泵僅通過轉子旋轉改變容積實現抽氣,氣體在泵腔內無壓縮膨脹過程。這一特性使其需與前級泵(如油封泵、水環泵)串聯使用,前級泵負責將羅茨真空泵排出的氣體壓縮至大氣壓,從而形成完整的真空系統。
此外,羅茨泵的轉子型線設計(如漸開線型)可優化容積利用率,減少氣體泄漏;其臥式結構布局則通過降低重心提升高速運轉穩定性。部分型號還配備溢流閥,當排氣壓力超過設定值時自動開啟旁通,防止過載損壞。這些設計共同保障了其在寬壓差范圍內(如80Torr壓差下仍可穩定運行)的高效抽氣性能。