罗茨泵常用的冷却方法
2009-08-12 杨乃恒 东北大学
罗茨泵的入口压力高于1Torr时，出口与入口的压力差可能达到15-20Torr，或更高。泵的功率是与压差成正比。因此压差大，泵的功率急剧增加，因此排气温度，泵内零件的温度，特别是转子的温度会随之增加，如不采取冷却措施（特别是对转子的冷却措施）。泵在大气压下长时间运转，转子的热膨胀可能导致间隙消失，转子被楔住，卡死，乃至损坏。
常用的冷却方法有两种，一种是在排气侧装上后冷却器，冷却的原理是，散热片的一端设在转子头扫过的周围，散叶片的长度等于转子的轴向长度。如果没有冷却器，排气回流通过间隙流过的热气体将会对转子加热。如果设置水冷却器，转子就可以用回流的已被冷却的气体来冷却。用这种后冷却器，许可压差达85Torr，还可以正常运转。如果没有冷却器，最大许可压差为20Torr，采用冷却器能带走相当于压缩功80％的热量。其原理如图5所示。
另一种方法是利用通过转子内部来冷却转子的方法，其原理如图6所示，冷却油也被用来润滑轴承和齿轮，把循环的油封在系统内。工作时，转子的温度往往比泵体低。随着气体负荷的增加，转子和泵体之间的温差也随之增大，这样一来，就可能引起泵内间隙增大，而使抽速降低。为了避免这种情况的发生，以泵的负荷大小来调节循环油量的多少。在负荷特别大时，也可考虑对泵体进行冷却。以保持原始的间隙值。
图6 罗茨泵转子内冷却器示意图
可在任何负荷下均可防止整个泵体发生过热，泵有无冷却措施对泵的实际抽速的影响如图7所示。
图7 几何抽速为200003m/h的罗茨泵机组、罗茨泵转子的冷却与否，对实际抽速的影响
A、没有任何专门的冷却措施
B、泵轴利用油循环冷却
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