羅茨水環(huán)真空機(jī)組是如何工作的

2012-04-23

如果想獲得高真空的話必須選用真空機(jī)組，而真空機(jī)組需要的羅茨真空泵不能直排大氣，如直排大氣會(huì)形成羅茨真空泵吸氣口與排氣口壓差太大，從而使羅茨真空泵過載，如單純加大羅茨真空泵電機(jī)功率又會(huì)形成羅茨真空泵過熱致使羅茨真空泵轉(zhuǎn)子之間的微小間隙很快因熱收縮而卡死。為保證羅茨真空泵能到達(dá)較高真空必需保證羅茨真空泵轉(zhuǎn)子之間的間隙。所以羅茨真空泵運(yùn)用時(shí)必需設(shè)有前級(jí)泵，用前級(jí)泵將系統(tǒng)內(nèi)壓力抽至一定范圍內(nèi)時(shí)再啟動(dòng)羅茨真空泵，如此能夠防止羅茨真空泵過載。前級(jí)泵能夠選用水(液)環(huán)式真空泵、旋片式真空泵、滑閥式真空泵、往復(fù)式真空泵等可直排大氣的真空泵。

羅茨真空機(jī)組在普通狀況下，選用水環(huán)泵作為前級(jí)泵比其它真空泵更為有利，這主要是由于它可以抽除大量的可凝性蒸汽，特別是當(dāng)氣鎮(zhèn)油封機(jī)械真空泵掃除可凝性蒸汽才能不夠，或運(yùn)用的溶劑能使泵油惡化而影響性能，或者是真空系統(tǒng)不允許油污染的時(shí)分更為明顯。

羅茨泵－水環(huán)泵機(jī)組普遍地用于化工、食品升華枯燥、高空模仿實(shí)驗(yàn)等的抽真空系統(tǒng)中。這類結(jié)合機(jī)組，大致有如下幾品種型。

（1）羅茨泵－水環(huán)泵：機(jī)組中水環(huán)泵的作用是形成羅茨泵所需的準(zhǔn)備真空，因而請(qǐng)求該水環(huán)泵的允許排氣壓力，即是說，一方面要盡量進(jìn)步水環(huán)泵的極限真空，另一方面，也要設(shè)法進(jìn)步羅茨泵的允許排氣壓力。

普通狀況，單級(jí)水環(huán)泵極限真空度不高，而目前我國(guó)消費(fèi)的羅茨泵請(qǐng)求的預(yù)真空又較高，故實(shí)踐上不用單級(jí)水環(huán)泵作為羅茨泵的前級(jí)泵，而用能進(jìn)步極限真空度的雙級(jí)水環(huán)泵作為前級(jí)泵運(yùn)用，采用雙級(jí)水環(huán)泵，還能夠進(jìn)步機(jī)組的極限真空度。

一臺(tái)羅茨泵的極限真空度是較低的，特別是當(dāng)它與水環(huán)泵組合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)用范圍遭到限制，整個(gè)機(jī)組的極限真空度可能更低，但若用兩臺(tái)羅茨泵串聯(lián)再與水環(huán)泵組合，就能大大進(jìn)步機(jī)組的極限真空度。

故在這品種型里通常見到的是兩臺(tái)羅茨泵串聯(lián)后再用雙級(jí)水環(huán)泵作前級(jí)泵組成機(jī)組。

（2）羅茨泵－水環(huán)泵－大氣泵機(jī)組：即便采用雙級(jí)水環(huán)泵，極限真空度的進(jìn)步也只是在一定的范圍之內(nèi)，這是由于遭到水的飽和蒸汽壓的限制。水環(huán)泵的理論極限壓力就是水的飽和蒸汽壓。假如思索氣體返流等要素的影響，實(shí)踐上水環(huán)泵的極限壓力顯著比該水溫上的飽和蒸汽壓力為高。為了進(jìn)步前級(jí)泵的極限真空度，還能夠使水環(huán)泵與大氣泵組合運(yùn)用。

這樣，串聯(lián)一級(jí)大氣泵后的極限真空度可達(dá)20~30Torr,假如水環(huán)泵與二級(jí)大氣泵組合，則極限真空可達(dá)2~10Torr。

（3）羅茨泵－水環(huán)泵并聯(lián)機(jī)械真空泵：此機(jī)組主要用于需求處置大量水蒸汽，且極限真空度請(qǐng)求較高的抽真空系統(tǒng)，例如在真空枯燥方面。

請(qǐng)求處置大量水蒸汽的真空系統(tǒng)中，運(yùn)用水環(huán)泵是較適宜的，但由于其極限真空度不高，致使整個(gè)機(jī)組的極限真空度較低。固然在請(qǐng)求真空度較高的抽真空系統(tǒng)中，需求極限真空較高的機(jī)械真空泵作為前級(jí)泵運(yùn)用。但由于水環(huán)泵的耗電量大，效率很低，噪聲高，在需求長(zhǎng)時(shí)間的真空枯燥系統(tǒng)中，用水環(huán)泵作為羅茨泵前級(jí)泵很不經(jīng)濟(jì)。

在上述狀況下，可將氣鎮(zhèn)機(jī)械真空泵與水環(huán)泵并聯(lián)，作為羅茨泵的前級(jí)泵。真空枯燥時(shí)，先用水環(huán)泵停止預(yù)抽，直至水蒸汽大量減少時(shí)，再開動(dòng)氣鎮(zhèn)機(jī)械真空泵，切斷水環(huán)泵。如需求較長(zhǎng)時(shí)間才干完成枯燥的場(chǎng)所，所需冷卻水和功率都較少。

1）機(jī)組前裝冷凝器

為了盡量使機(jī)組的體積小些，可設(shè)法使待抽的蒸汽在進(jìn)入泵機(jī)組之前冷凝，這樣剩下來的就是非可凝性氣體和微量剩余蒸汽。氣體降溫后在相同壓力下體積也減小。所以冷凝后所需抽氣量減小，相應(yīng)地泵也能夠選得小一些。

采用哪種方式較經(jīng)濟(jì)？應(yīng)視其詳細(xì)狀況而定，舉例闡明如下：

冷凝蒸汽有兩種方式：一種是裝置一臺(tái)冷卻安裝，另一種是在機(jī)組的高壓級(jí)中裝一臺(tái)冷凝器，以便能用普通的水冷卻。

其系統(tǒng)需求每小時(shí)抽除50kg的水蒸汽量，在吸入壓力為1Torr時(shí)的容積流量為50000m3/h。

1)要抽吸上述的水蒸汽量，需求三個(gè)羅茨泵串聯(lián)，并用一臺(tái)水環(huán)泵作前級(jí)組成的機(jī)組，該機(jī)組的總功率90kW。

2）為了使蒸汽在抵達(dá)真空泵之前冷凝，就要在位于A處裝一個(gè)冷凝器和一個(gè)功率為30000kcal/h的冷卻安裝。在1Torr的吸入壓力下，水蒸汽的冷凝溫度均為-19℃，為了能保證連續(xù)工作，應(yīng)取冷凝安裝的冷凝溫度為-25℃，且并聯(lián)裝置2臺(tái)冷凝器。依據(jù)非冷凝氣體的組成局部計(jì)算得，真空泵的抽氣量就能夠降低到1000~2000m3/h，總機(jī)組（包括冷凝器的耗費(fèi)功率）的功率同樣是90kW。

3）先用羅茨泵抽出水蒸汽，并在45Torr壓力下停止冷凝，該壓力下有的冷凝溫度約為36℃，于是可使冷凝器的冷凝溫度堅(jiān)持在30~35℃之間，可用普通冷卻水冷卻。冷凝器設(shè)在B處。這時(shí)總功率的耗費(fèi)為75kW左右。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2012年4月23日星期一

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