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羅茨真空泵系統(tǒng)的選型
標(biāo)簽: 真空泵
2023-06-26  閱讀

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  【康沃真空網(wǎng)】羅茨真空系統(tǒng)的選型     

  羅茨真空泵系統(tǒng)是采用優(yōu)質(zhì)的羅茨真空泵配單級(jí)旋片真空泵和油封液環(huán)真空系統(tǒng)將真空系統(tǒng)的真空度提高,抽速提高。是廣泛用于要求大抽速的中真空范圍使用。

  典型應(yīng)用:

  真空冶煉;

  真空包裝

  檢漏系統(tǒng);

  空調(diào)制冷等行業(yè)真空脫氣,干燥用;

  鍍膜系統(tǒng)上分子泵擴(kuò)散泵的前級(jí)泵  等等……..

  羅茨真空泵(增壓型)必須和前級(jí)真空泵(單級(jí)旋片真空泵,油封液環(huán)真空系統(tǒng),等干式粗低真空泵串聯(lián)使用如:雙級(jí)或多級(jí)爪型泵,或直排大氣的預(yù)冷型羅茨泵等)

  羅茨真空系統(tǒng)將獲得比前級(jí)泵更髙的抽速和更低的極限壓力。

  正確的前級(jí)泵的選擇取決于不同的應(yīng)用,主要的因素有以下幾個(gè):

  1.    所需的抽速和和極限壓力

  2.    被抽氣體的性質(zhì)(是否可凝性,易燃易爆,腐蝕性等)

  3.    真空系統(tǒng)的清潔度

  羅茨真空泵和前級(jí)真空泵抽氣速率的配比(SROOTS/SBACK)很大程度上由以下二點(diǎn)決定:

  1)    真空系統(tǒng)的效率

  2)    羅茨泵進(jìn)排氣口的壓力差限制

  羅茨泵有二個(gè)對(duì)稱的轉(zhuǎn)子,在泵腔內(nèi)相向同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

  轉(zhuǎn)速髙,容積效率髙,所以相同流量的真空泵羅茨真空泵體積小,重量輕,流量一般在250-13000m3/h。

  轉(zhuǎn)子和泵腔之間及轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子之間的間隙是比較小的,(通常在0,15- 1mm)然后相對(duì)來(lái)說(shuō)可以獲得較低的壓力(中真空范圍)。

  重要的是,在氣體抽送的腔體中沒(méi)有潤(rùn)滑油,所以廣泛應(yīng)用在化工真空干燥蒸餾,半導(dǎo)體電子行業(yè)等工藝特殊氣體的抽送中。

  羅茨泵的理論抽速等于:

  STH=4×n×V

  n :轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速

  V :和進(jìn)氣口隔絕時(shí)的腔體體積

  羅茨泵的理論氣體流量等于:

  Q PV,th=Sth Pin

  由于羅茨泵的間隙,將產(chǎn)生內(nèi)泄漏,所以將減少被抽的氣體量

  qpv,eff=qpv,th-qpv,int,leak

  qpv,int,leak=Cgap(Pout-Pin)+Sb×Pout

  Cgap:內(nèi)部間隙的流導(dǎo)

  羅茨泵的一個(gè)重要的技術(shù)參數(shù)是:K0(零流量壓縮比)

  它是指羅茨泵在進(jìn)氣口封閉狀態(tài)下(零流量狀態(tài)下)泵的排氣壓力和和泵的進(jìn)氣壓力的比值。

  K0=(pout/pin)0K0取決于轉(zhuǎn)子的形狀及內(nèi)部的間隙。還取決于被抽氣體種類。

  封閉羅茨泵的進(jìn)氣口,允許羅茨泵及前級(jí)泵的進(jìn)口放入一定量可調(diào)的氣體,將得出不同排氣壓力狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的不同K0值。

  羅茨泵在不同的排氣壓力下有不同的泄漏量,具有不同的零流量壓縮比??梢缘贸隽_茨真空泵的效率:K0/(K0+Sratio-1)S ratio:為羅茨泵與前級(jí)泵的抽速配比由此可知當(dāng)S ratio=1時(shí),羅茨泵效率等于1S ratio越大,效率越低當(dāng)K0大于20,配比小于10時(shí),羅茨泵的效率可超過(guò)70%,一般來(lái)說(shuō),這是可以接受的效率的低限。

  羅茨真空系統(tǒng)的極限壓力一般可比前級(jí)泵的壓力下降到除以壓縮比的數(shù)值。

  實(shí)際上得到的極限壓力還要乘上3-5這個(gè)數(shù)值。

  如采用單級(jí)旋片真空泵作為前級(jí)泵,真空系統(tǒng)的極限壓力理論上最低可達(dá):50pa/35=1.4pa實(shí)際上一般可達(dá)到的極限壓力是5pa采用水封液環(huán)泵作為前級(jí)泵,真空系統(tǒng)的極限壓力理論上最低可達(dá):

  3300pa/15=220pa實(shí)際上一般可達(dá)到的極限壓力是660pa為了防止羅茨泵的壓力差過(guò)大后,造成羅茨泵過(guò)熱和過(guò)載,沒(méi)有安裝溢流閥等裝置的羅茨泵必須在前級(jí)泵達(dá)到一定壓力后再啟動(dòng),該壓力可以按下式計(jì)算:

  P switch on =最大壓力差/(效率× 抽速配比-1)

  羅茨泵排氣溫度的計(jì)算:Tout=T in (Pout/pin)1/6

  總結(jié):

  1)    一般來(lái)說(shuō)羅茨真空泵在排氣壓力為10-2000 pa時(shí)具有大于20的零流量壓縮比,所以從提高真空度的意義上來(lái)說(shuō),羅茨真空泵選用極限壓力在10-2000pa的單級(jí)油封旋片真空泵,和油封液環(huán)真空系統(tǒng)是最有效的,可以將系統(tǒng)的真空提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

  2)    較高真空度的前級(jí)泵如雙級(jí)選片真空泵可以選擇較大的配比,最高應(yīng)在10左右,較低真空度的前級(jí)泵如水封液環(huán)真空泵一般選擇較低的配比,甚至僅為了提高真空度和防止氣蝕等因素可以選擇配比為1的羅茨真空泵。

  3)    三級(jí)以上羅茨真空系統(tǒng)真空度可以達(dá)到0.01pa的極限壓力

  4)    為了避免羅茨泵過(guò)載,或過(guò)熱,應(yīng)讓前級(jí)泵先運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到起動(dòng)壓力后,羅茨泵再運(yùn)行。或者羅茨泵必須要有溢流閥或磁力液力等防止過(guò)載裝置。對(duì)于有這些過(guò)載裝置的羅茨泵為了降低噪聲等也應(yīng)該讓羅茨泵稍微滯后一段時(shí)間再運(yùn)行。