羅茨真空泵是一種旋轉式容積泵。根據工作壓力范圍的不同,分為低真空(直排大氣)羅茨泵和中真空羅茨泵。直排大氣羅茨泵根據冷卻介質的不同,又可分為氣冷式羅茨泵和(水冷)濕式羅茨泵。中真空羅茨泵不能承受高壓差, 因此必須配備前級泵才能工作。

羅茨泵的最大允許壓差

      最大允許壓差是羅茨泵最重要的性能指標之一,它是指羅茨泵入口壓力等于或低于1kPa時, 連續運轉1h, 不發生故障所允許的出口壓力和入口壓力差值的最大值。最大允許壓差是衡量羅茨泵能否在最大消耗功率和高溫下無故障運轉的重要指標, 也就是在最大消耗功率下考驗羅茨泵的軸、轉子、軸承和齒輪強度,轉子、齒輪與軸之間聯接的可靠性,在高溫下考驗羅茨泵的各部分間隙是否能保證正常運轉。

     羅茨泵的消耗功率Nc為

式中   Sth ——羅茨泵的理論抽速,L/s 

         DP ——羅茨泵出口與入口的壓力差, Pa 

      　Gm ——機械效率,一般在0.85左右

       羅茨泵的功率消耗中主要是壓縮功,隨著壓差的升高,它的壓縮功也隨著增大,而且有很大一部分壓縮功轉化為熱能,因此壓差愈大泵溫也愈高。故羅茨泵允許的壓差越大,允許的泵溫越高,泵的工作就越可靠,德國“HEDRICH”公司樣本中就指出,該公司羅茨泵的允許工作溫度可達130℃。

       目前國內羅茨泵整體水平在最大允許壓差這個指標上差距較大,指標偏低,因此運轉的可靠性相對要差一些。西安一個廠原使用某廠生產的ZJ21200型羅茨泵,啟動壓力偏低,承受不了工作壓力下的壓差,經常發生故障。經多次修理也無濟于事,因而轉向我們公司要求提供性能優異、能連續工作的羅茨泵。我們實地觀察后認為除ZJ21200泵性能較差之外,與前級泵的配比不合理,管道也過長,決定用高性能的ZJ2600型羅茨泵機組取代。該機組驗收時在模擬工況下經受了300h連續運轉的考驗。其中1.3×E2Pa下運轉14h,4×1E2Pa下運轉8 h。用戶安裝使用后,無論在真空度、抽速及運轉可靠性方面完全滿足了生產工藝的要求。遂將其余9 套機組全部更新。從上述例子可看出,ZJ21200型羅茨泵如在4×E2Pa壓力下運轉8h,則壓差達2.8×E3Pa, 而該泵最高允許工作溫度為60℃,最大允許壓差在(1.3～2) ×E3Pa之間,因此長時間運行必然會出問題。我們公司的ZJ21200A型羅茨泵最高允許工作溫度為130℃,最大允許壓差達5×E3Pa,而我們采用的高性能ZJ2600 型羅茨泵, 它的最大允許壓差達5.5×E3 Pa,因此運轉更可靠。

        最大允許壓差試驗時,按我公司內控標準(相當于國外同類產品先進指標)檢測, 泵出口表面溫度可達130～150℃, 內部轉子溫度高達150～170℃。考慮到泵體和轉子的熱膨脹,泵各部分之間間隙必須大到足以抵消熱膨脹。但間隙過大, 必然導致零流量壓縮比的下降,因此羅茨泵各部分間隙要適中,既能承受高壓差考驗,又要保證有較高的零流量壓縮比。

      影響羅茨泵最大允許壓差的間隙主要有三方面,

       一是轉子與泵體之間的間隙, 高壓差運轉時, 羅茨泵出口處表面溫度可達130～ 150℃。但入口處表面溫度僅為50℃左右, 因此險情易出在泵體入口處與轉子之間的間隙處。

      二是轉子與側蓋處間隙,高溫轉子熱膨脹時,轉子的死端間隙基本不變,轉子活端的間隙則急劇縮小,最易發生咬死現象。

       三是轉子與轉子之間的間隙,它首先要求設計出優良的轉子型線以保證兩轉子在嚙合過程中間隙均勻,其次是工藝和加工設備,要保證加工出的轉子線型符合設計要求,這樣才能避免運轉中高溫時轉子與轉子之間的摩擦與碰撞。