羅茨真空泵是一種應(yīng)用極為廣泛的無油真空抽氣設(shè)備。全羅茨真空泵可以組成大型無油真空抽氣系統(tǒng)，滿足近年來各行業(yè)對無油真空抽氣系統(tǒng)越來越大的需要，但在應(yīng)用過程中存在噪聲高、配套功率大，尤其是被抽介質(zhì)產(chǎn)生氮氧化物、結(jié)焦物等場合時(shí)容易發(fā)生卡死等缺陷。根據(jù)羅茨真空泵的特性，對全部由羅茨真空泵組成的抽氣系統(tǒng)的組成及性能作一介紹，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)和控制技術(shù)，分析了產(chǎn)生這些缺陷的原因，采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施。對抽氣系統(tǒng)如何實(shí)行智能化控制做了敘述。

引言

　　羅茨真空泵(以下簡稱為羅茨泵)及其組成的機(jī)組具有轉(zhuǎn)速高、體積小、可在需要干式的環(huán)境運(yùn)行，組成較大抽氣速率的泵組合機(jī)組等優(yōu)點(diǎn)外，組成抽氣系統(tǒng)的氣冷羅茨泵還可以在配帶合適的電機(jī)及熱交換器后可在任意的壓力下起動(dòng)，任意壓差下運(yùn)行，因此在負(fù)載較大，抽氣時(shí)間要求短；粗真空至高真空均需要大抽速的多種場合如航空航天、電力、鋼鐵處理、醫(yī)藥化工等廣泛地得到了應(yīng)用，但組成全羅茨泵機(jī)組的巨大配套功率、巨大的噪聲等問題又使許多用戶望而生畏。因此真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)認(rèn)為節(jié)能降耗、改善工作環(huán)境業(yè)已成為生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、爭取廣大用戶的重要手段。本文將根據(jù)羅茨泵的特性，介紹多種羅茨泵的組合的性能，就如何更加合理地把大型全羅茨泵抽氣系統(tǒng)應(yīng)用于各行各業(yè)作一介紹，提出了應(yīng)用中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題及其解決方法，促進(jìn)應(yīng)用行業(yè)的清潔生產(chǎn)，對抽氣系統(tǒng)如何實(shí)行智能化控制做了敘述。

1、羅茨泵工作原理特性

　　組成無油真空抽氣系統(tǒng)的羅茨泵，主要可分為前級需要真空泵串聯(lián)使用的ZJ 型或ZJP 型普通羅茨泵和可以直排大氣(或耐高壓差)的ZJQ 型氣冷式羅茨泵兩大類。

1.1、ZJ 或ZJP 型普通羅茨泵

　　普通羅茨泵已發(fā)展很長時(shí)間，是一種旋轉(zhuǎn)式容積真空泵，其工作原理和羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似，利用兩個(gè)8 字形轉(zhuǎn)子由傳動(dòng)比為1 的一對齒輪帶動(dòng)，在泵殼中作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵體間存在間隙、彼此無接觸，如圖1 所示。具體可以參考文章：羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)與工作原理。

圖1　羅茨泵工作原理

1.2、ZJQ 型氣冷羅茨泵

　　國內(nèi)上世紀(jì)90 年代開始發(fā)展起來的ZJQ 型氣冷羅茨泵，到現(xiàn)在技術(shù)和運(yùn)行已日臻完善，具有配帶合適的電機(jī)及熱交換器后可在任意的壓力下起動(dòng)，任意壓差下運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。其工作原理如圖2 所示。

圖2　氣冷羅茨泵工作原理

　　該系列泵可以單獨(dú)使用，也可以與其他泵組成機(jī)組使用，可達(dá)到各種極限壓力并在各個(gè)入口壓力下安全長期工作。

1.3、全羅茨泵抽氣系統(tǒng)

　　各行各業(yè)的發(fā)展，對真空抽氣系統(tǒng)的抽氣速率的要求越來越大，而且又要真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無油的真空抽氣狀態(tài)，如此大的抽氣速率只有進(jìn)行多臺(tái)真空泵的組合才能得以實(shí)現(xiàn)。市場上現(xiàn)有的干式真空泵如螺桿真空泵、爪式真空泵等的抽速特性和結(jié)構(gòu)機(jī)理的限制，滿足不了很多場合的應(yīng)用環(huán)境，用氣冷羅茨泵作為前級泵后，可實(shí)現(xiàn)羅茨真空抽氣系統(tǒng)的全無油條件，滿足多種場合的應(yīng)用要求，組成抽氣系統(tǒng)的真空泵全部由羅茨泵組成的系統(tǒng)如圖3 所示。

圖3 　全羅茨泵組成的真空系統(tǒng)

　　根據(jù)工作壓力和抽氣速率等不同的需求工況，可以采用一級、二級、三級、四級、五級甚至六級的全羅茨泵組合，也可以根據(jù)工況要求決定溢流閥I、溢流閥II、和溢流閥III 的取舍及其羅茨泵II 是采用氣冷羅茨泵還是普通羅茨泵，目前國內(nèi)最大的單套全部由羅茨泵組成的抽氣系統(tǒng)的最大抽氣速率可以達(dá)到40000L/s。

1.4、全羅茨泵組合抽氣系統(tǒng)的性能

　　圖4 是六級全羅茨泵組合機(jī)組及其作其前級的五級、四級、三級、二級、一級羅茨泵或機(jī)組的抽氣速率—入口壓力曲線，主泵為ZJ40000 羅茨泵。此曲線還可以按不同的應(yīng)用工況進(jìn)行調(diào)整，使之獲得耗能低、效率高的全羅茨泵組合抽氣系統(tǒng)。表一是一級至六級全羅茨泵機(jī)組能達(dá)到的極限壓力和建議的最低工作安全壓力。

圖4　羅茨泵機(jī)組的抽氣速率—入口壓力曲線