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罗茨真空泵系统的选型标准

更新时间:2023-06-26 点击量:695

罗茨真空泵系统的选型     


罗茨真空泵系统是采用优质的罗茨真空泵配单级旋片真空泵和油封液环真空系统将真空系统的真空度提高,抽速提高。是广泛用于要求大抽速的中真空范围使用。
  典型应用:
  真空冶炼;
  真空包装;
  检漏系统;
  空调制冷等行业真空脱气,干燥用;
  镀膜系统上分子泵或扩散泵的前级泵  等等……..
 罗茨真空泵(增压型)必须和前级真空泵(单级旋片真空泵,油封液环真空系统,等干式粗低真空泵串联使用如:双级或多级爪型泵,或直排大气的预冷型罗茨泵等)
罗茨真空系统将获得比前级泵更髙的抽速和更低的极限压力。
正确的前级泵的选择取决于不同的应用,主要的因素有以下几个:
1.    所需的抽速和和极限压力
2.    被抽气体的性质(是否可凝性,易燃易爆,腐蚀性等)
3.    真空系统的清洁度
罗茨真空泵和前级真空泵抽气速率的配比(SROOTS/SBACK)很大程度上由以下二点决定:
1)    真空系统的效率
2)    罗茨泵进排气口的压力差限制
 罗茨泵有二个对称的转子,在泵腔内相向同步转动。
 转速髙,容积效率髙,所以相同流量的真空泵罗茨真空泵体积小,重量轻,流量一般在250-13000m3/h。
 转子和泵腔之间及转子和转子之间的间隙是比较小的,(通常在0,15- 1mm)然后相对来说可以获得较低的压力(中真空范围)。
  重要的是,在气体抽送的腔体中没有润滑油,所以广泛应用在化工真空干燥蒸馏,半导体电子行业等工艺特殊气体的抽送中。
 罗茨泵的理论抽速等于:
  STH=4×n×V
  n :转子的转速
  V :和进气口隔绝时的腔体体积
  罗茨泵的理论气体流量等于:
  Q PV,th=Sth Pin
  由于罗茨泵的间隙,将产生内泄漏,所以将减少被抽的气体量
  qpv,eff=qpv,th-qpv,int,leak
  qpv,int,leak=Cgap(Pout-Pin)+Sb×Pout
  Cgap:内部间隙的流导
罗茨泵的一个重要的技术参数是:K0(零流量压缩比)
它是指罗茨泵在进气口封闭状态下(零流量状态下)泵的排气压力和和泵的进气压力的比值。
K0=(pout/pin)0K0取决于转子的形状及内部的间隙。还取决于被抽气体种类。
 封闭罗茨泵的进气口,允许罗茨泵及前级泵的进口放入一定量可调的气体,将得出不同排气压力状态下所对应的不同K0值。
 罗茨泵在不同的排气压力下有不同的泄漏量,具有不同的零流量压缩比。可以得出罗茨真空泵的效率:K0/(K0+Sratio-1)S ratio:为罗茨泵与前级泵的抽速配比由此可知当S ratio=1时,罗茨泵效率等于1S ratio越大,效率越低当K0大于20,配比小于10时,罗茨泵的效率可超过70%,一般来说,这是可以接受的效率的低限。
罗茨真空系统的极限压力一般可比前级泵的压力下降到除以压缩比的数值。
实际上得到的极限压力还要乘上3-5这个数值。
如采用单级旋片真空泵作为前级泵,真空系统的极限压力理论上低可达:50pa/35=1.4pa实际上一般可达到的极限压力是5pa采用水封液环泵作为前级泵,真空系统的极限压力理论上低可达:
3300pa/15=220pa实际上一般可达到的极限压力是660pa为了防止罗茨泵的压力差过大后,造成罗茨泵过热和过载,没有安装溢流阀等装置的罗茨泵必须在前级泵达到一定压力后再启动,该压力可以按下式计算:
  P switch on =最大压力差/(效率× 抽速配比-1)
 罗茨泵排气温度的计算:Tout=T in (Pout/pin)1/6
 总结:
1)    一般来说罗茨真空泵在排气压力为10-2000 pa时具有大于20的零流量压缩比,所以从提高真空度的意义上来说,罗茨真空泵选用极限压力在10-2000pa的单级油封旋片真空泵,和油封液环真空系统是有效的,可以将系统的真空提高一个数量级以上。
2)    较高真空度的前级泵如双级选片真空泵可以选择较大的配比,最高应在10左右,较低真空度的前级泵如水封液环真空泵一般选择较低的配比,甚至仅为了提高真空度和防止气蚀等因素可以选择配比为1的罗茨真空泵。
3)    三级以上罗茨真空系统真空度可以达到0.01pa的极限压力
4)    为了避免罗茨泵过载,或过热,应让前级泵先运转,达到起动压力后,罗茨泵再运行。或者罗茨泵必须要有溢流阀或磁力液力等防止过载装置。对于有这些过载装置的罗茨泵为了降低噪声等也应该让罗茨泵稍微滞后一段时间再运行。


 


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