罗茨水环真空机组是如何工作的

2012-04-23

罗茨水环真空机组是如何工作的

如果想获得高真空的话必须选用真空机组，而真空机组需要的罗茨真空泵不能直排大气，如直排大气会形成罗茨真空泵吸气口与排气口压差太大，从而使罗茨真空泵过载，如单纯加大罗茨真空泵电机功率又会形成罗茨真空泵过热致使罗茨真空泵转子之间的微小间隙很快因热收缩而卡死。为保证罗茨真空泵能到达较高真空必需保证罗茨真空泵转子之间的间隙。所以罗茨真空泵运用时必需设有前级泵，用前级泵将系统内压力抽至一定范围内时再启动罗茨真空泵，如此能够防止罗茨真空泵过载。前级泵能够选用水(液)环式真空泵、旋片式真空泵、滑阀式真空泵、往复式真空泵等可直排大气的真空泵。

罗茨真空机组在普通状况下，选用水环泵作为前级泵比其它真空泵更为有利，这主要是由于它可以抽除大量的可凝性蒸汽，特别是当气镇油封机械真空泵扫除可凝性蒸汽才能不够，或运用的溶剂能使泵油恶化而影响性能，或者是真空系统不允许油污染的时分更为明显。

罗茨泵－水环泵机组普遍地用于化工、食品升华枯燥、高空模仿实验等的抽真空系统中。这类结合机组，大致有如下几品种型。

（1）罗茨泵－水环泵：机组中水环泵的作用是形成罗茨泵所需的准备真空，因而请求该水环泵的允许排气压力，即是说，一方面要尽量进步水环泵的极限真空，另一方面，也要设法进步罗茨泵的允许排气压力。

普通状况，单级水环泵极限真空度不高，而目前我国消费的罗茨泵请求的预真空又较高，故实践上不用单级水环泵作为罗茨泵的前级泵，而用能进步极限真空度的双级水环泵作为前级泵运用，采用双级水环泵，还能够进步机组的极限真空度。

一台罗茨泵的极限真空度是较低的，特别是当它与水环泵组合运转时，运用范围遭到限制，整个机组的极限真空度可能更低，但若用两台罗茨泵串联再与水环泵组合，就能大大进步机组的极限真空度。

故在这品种型里通常见到的是两台罗茨泵串联后再用双级水环泵作前级泵组成机组。

（2）罗茨泵－水环泵－大气泵机组：即便采用双级水环泵，极限真空度的进步也只是在一定的范围之内，这是由于遭到水的饱和蒸汽压的限制。水环泵的理论极限压力就是水的饱和蒸汽压。假如思索气体返流等要素的影响，实践上水环泵的极限压力显著比该水温上的饱和蒸汽压力为高。为了进步前级泵的极限真空度，还能够使水环泵与大气泵组合运用。

这样，串联一级大气泵后的极限真空度可达20~30Torr,假如水环泵与二级大气泵组合，则极限真空可达2~10Torr。

（3）罗茨泵－水环泵并联机械真空泵：此机组主要用于需求处置大量水蒸汽，且极限真空度请求较高的抽真空系统，例如在真空枯燥方面。

请求处置大量水蒸汽的真空系统中，运用水环泵是较适宜的，但由于其极限真空度不高，致使整个机组的极限真空度较低。固然在请求真空度较高的抽真空系统中，需求极限真空较高的机械真空泵作为前级泵运用。但由于水环泵的耗电量大，效率很低，噪声高，在需求长时间的真空枯燥系统中，用水环泵作为罗茨泵前级泵很不经济。

在上述状况下，可将气镇机械真空泵与水环泵并联，作为罗茨泵的前级泵。真空枯燥时，先用水环泵停止预抽，直至水蒸汽大量减少时，再开动气镇机械真空泵，切断水环泵。如需求较长时间才干完成枯燥的场所，所需冷却水和功率都较少。

1）机组前装冷凝器

为了尽量使机组的体积小些，可设法使待抽的蒸汽在进入泵机组之前冷凝，这样剩下来的就是非可凝性气体和微量剩余蒸汽。气体降温后在相同压力下体积也减小。所以冷凝后所需抽气量减小，相应地泵也能够选得小一些。

采用哪种方式较经济？应视其详细状况而定，举例阐明如下：

冷凝蒸汽有两种方式：一种是装置一台冷却安装，另一种是在机组的高压级中装一台冷凝器，以便能用普通的水冷却。

其系统需求每小时抽除50kg的水蒸汽量，在吸入压力为1Torr时的容积流量为50000m3/h。

1)要抽吸上述的水蒸汽量，需求三个罗茨泵串联，并用一台水环泵作前级组成的机组，该机组的总功率90kW。

2）为了使蒸汽在抵达真空泵之前冷凝，就要在位于A处装一个冷凝器和一个功率为30000kcal/h的冷却安装。在1Torr的吸入压力下，水蒸汽的冷凝温度均为-19℃，为了能保证连续工作，应取冷凝安装的冷凝温度为-25℃，且并联装置2台冷凝器。依据非冷凝气体的组成局部计算得，真空泵的抽气量就能够降低到1000~2000m3/h，总机组（包括冷凝器的耗费功率）的功率同样是90kW。

3）先用罗茨泵抽出水蒸汽，并在45Torr压力下停止冷凝，该压力下有的冷凝温度约为36℃，于是可使冷凝器的冷凝温度坚持在30~35℃之间，可用普通冷却水冷却。冷凝器设在B处。这时总功率的耗费为75kW左右。

上海帕特泵业制造有限公司

2012年4月23日星期一

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