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談?wù)凩EYBOLD羅茨泵的冷卻裝置

更新時間:2021-06-07      瀏覽次數(shù):864
  今天小編給大家講講LEYBOLD羅茨泵的冷卻裝置:
 
  1、空氣冷卻:羅茨真空泵由于輸送和壓縮氣體而產(chǎn)生熱量,這些熱量必須從轉(zhuǎn)子傳至殼體而散發(fā)。但在低壓下,氣體對熱的傳導(dǎo)和對流性能極差,致使轉(zhuǎn)子吸收的熱量不易散出,造成轉(zhuǎn)子溫度永遠高于殼體的溫度。由于轉(zhuǎn)子的熱膨脹,使轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與泵殼間的間隙減少,特別在壓差也高的情況下,尤為嚴重,甚至造成轉(zhuǎn)子卡死,使泵損壞。為了使羅茨泵在較高的壓差下工作,以擴大使用范圍,增加泵的可靠性,就必須設(shè)法散出轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量,也就是說要對轉(zhuǎn)子進行冷卻。
 
  為了理解空氣冷卻的實質(zhì),先來看一下氣體在羅茨真空泵排氣一側(cè)的流動情況,在羅茨真空泵中吸入氣體被壓縮的過程不是連續(xù)的,而是突然的。吸入氣體隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而被封閉于腔內(nèi),又隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),使腔內(nèi)的氣體突然與排氣口接通。由于排氣一側(cè)的氣體壓力較高,排氣口處的氣體就向腔中返沖,然后又隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)趕排出泵外。這樣的過程在每旋轉(zhuǎn)一周中兩個轉(zhuǎn)子共進行四次排氣過程。
 
  從上述氣體的流動情況可以設(shè)想:假若每次返沖到泵腔中的氣體是冷的,則可以在高溫的泵腔內(nèi)吸收大量的熱量,這些吸收了熱量的氣體又在轉(zhuǎn)子的繼續(xù)壓縮中排出,從而會達到轉(zhuǎn)子冷卻的目的。
 
  空氣冷卻就是運用上述原理。在泵的排氣口處設(shè)置密集的冷卻片,冷卻片用冷水管進行冷卻,或在泵的排氣口處直接安裝冷卻水管,這樣排氣口處的氣體就會降溫,這種冷卻方法能有效地散出羅茨泵轉(zhuǎn)子在壓縮氣體中所產(chǎn)生的執(zhí)量。而且當(dāng)排氣壓力較高時,因氣體分子的密度大,使熱傳導(dǎo)性能更好,其冷卻效果也好些。使用這種方法能保證泵在較高的壓差下作,實驗證明,一臺羅茨泵在30Torr壓差下運轉(zhuǎn)6h,其轉(zhuǎn)子在外殼的溫度差為22度,當(dāng)在排氣口處安裝冷卻器后,在85Torr壓差下長其運轉(zhuǎn),其溫差也不超過17度。一般說來,羅茨真空泵采用空氣冷卻之后,可將壓差提高80Torr,而不加冷卻器一般只能達到15~30Torr。
 
  這種冷卻方法與環(huán)境溫度有關(guān)系,環(huán)境溫度高吸入的氣體溫度就高。則冷卻效果就不好。此外,這種方法只能避免高壓差產(chǎn)生的高熱,而不能防止泵壓縮過程中發(fā)熱,而引起間隙變小的問題,所以受泵本身間隙的限制。
 
  2、轉(zhuǎn)子的內(nèi)部冷卻:為了使羅茨真空泵在更高壓差下工作,可采取更有效的冷卻方法,即將轉(zhuǎn)子用循環(huán)油冷卻,在泵軸兩端分別有油孔、油徑軸頭打入,經(jīng)轉(zhuǎn)子內(nèi)壁再從另一端排出。冷卻油除冷卻轉(zhuǎn)子外,還潤滑齒輪和軸承。這種冷卻效果較好,泵在運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子溫度低于外殼溫度,大泵常采用這種方式。例如在80Torr壓差下工作時,羅茨真空泵轉(zhuǎn)子溫度較外殼低78度,同時還發(fā)現(xiàn)泵負荷越重時,則間隙越大,這是因為轉(zhuǎn)子用油冷卻,溫度比殼體低,負荷越大,殼體膨脹越厲害,軸間距加大,所以間隙會增大。
 
  由于負荷大,轉(zhuǎn)子和殼體溫差不斷增高,使間隙不斷增大,這會使首逆流增大,引起羅茨真空泵抽速下降。為了克服這個缺點,羅茨泵在高負荷下工作時,需要采用有效措施,一般是將羅茨真空泵的外殼和轉(zhuǎn)子同時采用油循環(huán)系統(tǒng)進行冷卻。
 
  3、轉(zhuǎn)子的油膜冷卻:這種冷卻方法是在羅茨真空泵入口處連接一個輸油管,用均勻滴下的冷卻油帶走轉(zhuǎn)子的熱量。油經(jīng)過濾器器、冷卻器,通過密封良好的油泵,再經(jīng)過辦輸油管將油送到泵的入口。油滴到轉(zhuǎn)子上之后,隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而均面在轉(zhuǎn)了子的表面上。這不僅將轉(zhuǎn)子的熱量帶走,同時在兩個轉(zhuǎn)子表面上形成油膜,防止氣體的逆流,而且還能將轉(zhuǎn)子表面上依附的微細塵埃帶走。在泵的出口處設(shè)有油槽,收集廢油,經(jīng)過過濾,冷卻后重新循環(huán)使用。此種方法效果良好。但由于泵內(nèi)有油,失去了羅茨泵無油蒸汽污染真空系統(tǒng)的特點。再則油具有一定的粘度,對高速旋轉(zhuǎn)的羅茨泵轉(zhuǎn)子增加了不少的摩擦力,當(dāng)然使泵的功率消耗增加。
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