水环-罗茨泵真空机组工作原理详解(2)

2009-10-01 剑气书生真空技术网整理

（3）机组－罗茨泵－前级泵性能关系

　　机组的性能与罗茨泵的性能密切相关，而罗茨泵的性能又随前级泵的不同而有所不同。

　　1）由于罗茨泵的转子与转子之间、转子与壳体之间存在着间隙，因此有返流存在，而这种返流受进口压力和出口压力的影响，即使是同一台罗茨泵，使用不同的前级泵时，其抽气速率也会有所不同。

　　罗茨泵的抽气速率可由下式确定：

δ＝δ0(P2/P1/K)

式中：δ0－设计的抽气速率；

　　P1－进口压力；

　　P2－出口压力；

　　K－固有常数，由该泵转子的形状、间隙量、转子圆周速度和出口压力来确定。

　　由上式可知，抽气量受到出口压力与进口压力之比的影响，亦即若增加前级泵的抽气速率，那么罗茨泵的抽气速率也会增大。

（2）极限压力由泵的抽气速率，各间隙的返流量，泵体泄漏量及高真空侧的放气量所决定。即：

P0＝(Q1+Q2+Q3)/δ

式中：P0－极限压力；

　　δ－抽气速率；

　　Q1－返流量；

　　Q2－泄漏量；

　　Q3－放气量。

　　在这些参数中，Q1受排气压力即前级泵的极限压力的影响很大，在用水环泵作前级泵时，罗茨泵的极限压力随水环的饱和蒸汽压的不同而不同。是用同一台罗茨泵配不同的前级泵时的性能比较。

　　前级泵的极限真空度愈高时，机组的极限真空度也随之增高；两级罗茨泵串联使用，则能提高机组的极限真空度（实质上就是前一个罗茨泵为后一个罗茨泵的前级泵），且性能曲线平缓扩大，也即使用的范围扩大（由曲线1与2，曲线3与5的比较而得）。机组1、2的曲线大致相同。同样，机组3、4、5的曲线也有相同之处。然而1、2机组曲线和3、4、5机组曲线却是完全不同的两组曲线。这说明对于同一罗茨泵而言，选用不同的前级泵时，其机组的性能曲线有本质的差异。由此可见，前级泵对机组性能有相当大的影响。

（4）水环泵的选择

　　所谓水环泵就是用水作为液环的液环泵，用水作液环有很多优点，如价廉、易得、不会污染环境等。但也有一个很大缺点，由于水的饱和蒸汽压高，使得水环泵的吸入压力也高。这时如改用饱和蒸汽压低的液体作为液环，则可提高泵的极限真空度。如果某机组中罗茨泵最大允许的排气压力为10Torr，则用水作液环时还须加大气泵才能作为该罗茨泵的前级泵，若改用矿物油作液环则不加大气泵即可作为前级泵，这样可以简化装置。

（5）机组性能与罗茨泵允许排出压力

　　机组的性能在很大程度上取决于罗茨泵的允许排出压力。这种允许值越低，水环泵作为前级泵的可能性就越小。如果罗茨泵这种允许值为1~10Torr，而不论单、多级的水环泵极限压力大大高于这个数值，因此就不可能单独与这种罗茨泵组合使用，而需要加二级大气泵。如果罗茨泵排出压力允许值在100Torr以上，则前级的水环泵也可以作为罗茨泵的前级泵的前级泵，这就大大地扩充了前级泵的应用范围。

（6）应用实例

　　某化纤产品的生产过程为：低分子－高分子－制成带状－切片－干燥（运用罗茨泵－水环泵机组进行真空干燥）－抽丝－牵伸、加热－纺织－成品。其中一个重要的工序是将5×5×5(mm)大小的切片进行干燥，以便进行抽丝，抽丝过程中理想的状况是使水份含量为零，实际上由于不能达到这一目的，故要求水份含量不大于0.02%，如果水份超过这一要求，要高温高压下抽丝，会使高分子分解，影响产品的强度。在干燥这一工序中所应用的罗茨泵－水环泵机组的抽真空系统装置。机组中各泵的技术参数如下表。

罗茨泵-水环泵机组技术参数