羅茨真空泵工作原理

羅茨真空泵（簡稱羅茨泵）是一種旋轉式變容真空泵。它是由羅茨鼓風機演變而來的。根據羅茨真空泵工作范圍的不同，又分為直排大氣的低真空羅茨泵；中真空羅茨泵（又稱機械增壓泵）和高真空多級羅茨泵。一般來說，羅茨泵具有以下特點：

• 在較寬的壓強范圍內有較大的抽速;
• 起動快，能立即工作；
• 對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；
• 轉子不必潤滑，泵腔內無油；
• 振動小，轉子動平衡條件較好，沒有排氣閥；
• 驅動功率小，機械摩擦損失小；
• 結構緊湊，占地面積小；
• 運轉維護費用低。

• 羅茨泵的結構如圖所示。在泵腔內，有二個“8"字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。在轉子之間，轉子與泵殼內壁之間，保持有一定的間隙，可以實現高轉速運行。由于羅茨泵是一種無內壓縮的真空泵，通常壓縮比很低，故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結構和制造精度外，還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度，可將羅茨泵串聯使用。

  　　羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v₀內，再經排氣口排出。由于吸氣后v₀空間是全封閉狀態，所以，在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。 但當轉子頂部轉過排氣口邊緣，v₀空間與排氣側相通時，由于排氣側氣體壓強較高，則有一部分氣體返沖到空間v₀中去，使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時，氣體排出泵外。

  
  

  

  
  

  　　如圖為羅茨泵轉子由0°轉到180°的抽氣過程。在0°位置時（圖中a），下轉子從泵入口封入v₀體積的氣體。當轉到45°位置時（圖中b），該腔與排氣口相通。由于排氣側壓強較高，引起一部分氣體返沖過來。當轉到90°位置時（圖中c），下轉子封入的氣體，連同返沖的氣體一起排向泵外。這時，上轉子也從泵入口封入v₀體積的氣體。當轉子繼續轉到135°時（圖中d），上轉子封入的氣體與排氣口相通，重復上述過程。180°（圖e）位置和0°位置是一樣的。轉子主軸旋轉一周共排出四個v₀體積的氣體。