罗茨泵的工作原理
罗茨泵,全称罗茨真空泵,是一种高效、稳定的变容式真空泵,广泛应用于石油、化工、冶金、纺织等工业领域。其核心工作原理基于两个“8”字形转子的同步反向旋转,通过容积变化实现气体的吸入与排出。
罗茨真空泵的泵腔内装有两个叶形转子,转子间以及转子与泵壳内壁间保持0.1~0.8毫米的微小间隙,确保无接触运行。这两个转子由一对高精度同步齿轮驱动,以相反方向高速旋转(转速可达3450~4100转/分)。当转子旋转时,泵腔被分割为吸气区与排气区:吸气侧转子与泵壳形成封闭空间,气体从进气口被吸入;随着转子转动,封闭空间逐渐移至排气侧,此时排气侧压力较高,部分气体返冲至封闭空间,使内部压强骤增;当转子继续转动至排气口完全开启时,气体被强制排出泵外。
罗茨泵的独特之处在于其无内压缩特性。与活塞泵等通过压缩气体提升压力的真空泵不同,罗茨真空泵仅通过转子旋转改变容积实现抽气,气体在泵腔内无压缩膨胀过程。这一特性使其需与前级泵(如油封泵、水环泵)串联使用,前级泵负责将罗茨真空泵排出的气体压缩至大气压,从而形成完整的真空系统。
此外,罗茨泵的转子型线设计(如渐开线型)可优化容积利用率,减少气体泄漏;其卧式结构布局则通过降低重心提升高速运转稳定性。部分型号还配备溢流阀,当排气压力超过设定值时自动开启旁通,防止过载损坏。这些设计共同保障了其在宽压差范围内(如80Torr压差下仍可稳定运行)的高效抽气性能。