罗茨真空泵、压差、真空机组公式

罗茨真空泵(简称:罗茨泵)是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。

水环真空泵内装有带固定叶片的偏心转子，将水(液体)抛向定子壁，水(液体)形成与定子同心的液环，液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。

罗茨真空泵在石油、化工、塑料、农药、汽轮机转子动平衡、航空航天空间模拟等装置上得到了长期运行的考验，所以应该在国内大力推广和应用。同时也广泛用于石油、化工、冶金、纺织等工业。真空泵配件为用于真空泵噪声治理的，真空泵消音器。

水环真空泵主要应用于煤矿(抽瓦斯)，化工，制药，矿山，造纸，食品，啤酒，建材，塑料，冶金，电器等行业。

罗茨真空泵的特点是:启动快，耗功少，运转维护费用低，抽速大、效率高，对被抽气体中所含的少量水蒸汽和灰尘不敏感，在100~1帕压力范围内有较大抽气速率，能迅速排除突然放出的气体。这个压力范围恰好处于油封式机械真空泵与扩散泵之间。因此，它常被串联在扩散泵与油封式机械真空泵之间，用来提高中间压力范围的抽气量。这时它又称为机械增压泵。

水环真空泵优点是结构简单，制造精度要求不高，容易加工，结构紧凑，泵的转速较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小，吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便，但缺点是效率低，一般在30%左右，较好的可达50%，真空度低。

要从三个方面考虑罗茨真空泵的前级泵：

1、应考虑预抽时间的要求。

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2、应考虑对罗茨真空泵机组的极限压力的要求。

3、还应考虑被抽气体中是否有腐蚀性介质，是否含有可凝性气体，是大量的还是微量的。

罗茨真空泵不能单独使用，必须配上前级泵组成机组，使用前级真空泵是为了降低罗茨真空泵的排出压力，由于罗茨真空泵的压缩比是有限的，所以选择前级真空泵的抽速是重要的，罗茨真空泵的最大压缩比是随排出压力而变化的，在高排出压力下，最大压缩比最多大3：1，而最高压缩比是在排出压力为1到10mbar之间(1 mbar=0.75Torr)可达50:1，甚至更高些。

因此，雅之雷德提醒：选择前级泵的抽速，要根据罗茨真空泵的长期工作压力范围考虑。

例如有一系统用罗茨真空泵机组抽气，要求在1 mbar入口压力时有600升/秒的抽速，并长期工作，问应选择多大抽速的前级泵。

先假定用30升/秒的前级泵时，压缩比K=600：30=20得出K=20时最大排出压力为30 mbar。

由此得出，当选用30升/秒前级泵时，在入口压力低于1.5 mbar以下工作是可行的，但高于1.5 mbar入口压力工作时就选用大一些前级泵了。该例中，工作真空度1 mbar低于1.5 mbar，所以30升/秒的前级泵可以满足上述真空系统的抽气要求。

另外应当考虑的是，对预抽时间的要求问题，如果正常工作时间远比预抽时间长，可选较小的前级泵假如真空室较大，而且要求很快预抽，就要用较大的前级泵，有时为了更好发挥设备的效率，机组装有较大的预抽泵，在正常工作后停掉它，而用较小的前级泵维持，这样做是为了节约功率。

对罗茨真空泵机组的极限压力的要求，也是选择前级泵的必须考虑的，对极限真空度要求较高(达1X10-3Pa～1X10-2 Pa压力)一般选用双级旋片式油封机械泵或双级滑阀机械泵作为前级泵。极限真空度要求在(1X10-2 Pa～1X10-1Pa)之间可选用单级油封机械泵作为前级泵，极限真空度要求在133～1333Pa之间可选用往复式真空泵或液环式真空泵作为前级泵。

当选用往复式或液环式粗真空泵作为罗茨真空泵的前级泵时，前级泵的抽速一般为罗茨真空泵的1/2-1/4，不能太大，否则将使压缩比过大，造成罗茨真空泵的排气温度高而不能正常工作。

选用前级泵时还必须考虑被抽气体中是否有腐蚀性介质，是否含有可凝性气体，是大量的还是微量的。如果含有腐蚀性气体，就不能选用油封机械泵，油封机械泵还不适宜抽除含有大量可凝性蒸汽的气体，否则将会使密封液很快乳化，抽除含有微量可凝性蒸汽的气体时，也必须采用带有气镇装置的油封机械泵作为前级泵。

为了获得在低入口压力(1~100pa)时的高的抽气速率，可用一台罗茨真空泵作为另一台罗茨真空泵的前级泵组成的三级或四级机组，此时罗茨真空泵之间的抽速比一般在2~5之间。

罗茨真空机组正确开启方法：将机组连接到被抽容器上后，开启罗茨真空机组冷却水，开启前级泵，然后缓慢打开主阀（一般就是罗茨真空泵的入口阀），这时罗茨泵开始跟转，待容器真空抽到1000到500帕时（简单的判断方法：罗茨泵不跟转了），开启罗茨泵，直到你所需要的真空度。

为何罗茨泵要待前级泵抽到一定真空后才能开启呢？因为罗茨泵的转速高，如果真空度低，泵转动时空气压缩会产生大量的热能，同时两个“8”字形转子转动主力大（主要因素），电动机的负载大，可能会烧坏电机。

以上手打

基本到达10-2帕是很快的，后面就要耗时间了。这需要长时间的烘烤脱气才能达到。5min时间就本人从业十几年的经验，想想就可以了。

其中：

零流量压缩比K0：集中反映罗茨泵转子、泵体、侧盖等核心部件制造精度与抽气性能。

最大允许压差ΔPmax：取决于泵的配置功率、泵本身散热效果与热态稳定性。

漏率Y：返映了泵的各密封面的密封方式密封性能及材料的密封性能与放气性能。

噪声dB:返映了泵设计结构合理性、各部件制造精度、配件品质（如齿轮、轴承、电机等）。

一种型号的外形图

它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似，工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统主抽泵相接。这种真空泵的转子与转子之间、转子与泵壳之间互不接触，间隙一般为0.1～0.8毫米；不需要用油润滑。转子型线有圆弧线、渐开线和摆线等。渐开线转子泵的容积利用率高，加工精度易于保证，故转子型线多用渐开线型。罗茨真空泵的转速可高达3450～4100转/分抽气速率为30～10000升/秒（1升=10-3米3）；极限真空：单级为6.5×10-2帕，双级为1×10-3帕。