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羅茨泵的結構詳解

來源:《真空技術及應用系列講座》-張以忱 | 發布時間:2023-06-04 |

1.泵總體結構型式
羅茨泵的泵體的布置結構決定了泵的總體結構。目前國內外的羅茨泵總體結構大致有三種型式:
1)立式
這種結構的進、排氣口水平設置,裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高,在高速運轉時穩定性差,故這種型式多用于小泵。

2)臥式
泵的進氣口在上,排氣口在下。有時為了真空系統管道安裝連接方便,可將排氣口從水平方向接出,即進、排氣方向是相互垂直的。

此時,排氣口可以從左或右兩個方向開口,除接排氣管道一端外,另一端堵死或接旁通閥。這種泵結構重心低,高速運轉時穩定性好。一般大、中型泵多采用此種結構。
3)泵的兩個轉子軸與水平面垂直安裝。

這種結構裝配間隙容易控制,轉子裝配方便,泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便,潤滑機構也相對復雜。

2.羅茨泵的傳動方式

羅茨泵的兩個轉子是通過一對高精度齒輪來實現其相對同步運轉的。主動軸通過聯軸器與電機聯接。在傳動結構布置上主要有以下兩種:

1)是電動機與齒輪放在轉子的同一側
從動轉子由電動機端齒輪直接傳過去帶動,這樣主動轉子軸的扭轉變形小,則兩個轉子之間的間隙不會因主動軸的扭轉變形大而改變,故使轉子之間的間隙在運轉過程中均勻。
這種傳動方式的最大缺點是:主動軸上有三個軸承,增加了泵的加工和裝配難度,齒輪的拆裝及調整也不便;整體結構不勻稱,泵的重心偏向電動機和齒輪箱一側。

2)是電動機和傳動齒輪分別裝在轉子兩側
這種形式使泵的整體結構勻稱,但主動軸扭轉變形較大。

為保證轉子在運轉過程中的間隙均勻,要求軸應有足夠的剛度,軸和轉子之間的聯接要緊固(目前已有轉子與軸焊或鑄成一體的結構)這種結構拆裝都很方便,所以被廣泛采用。

3.羅茨泵的密封結構與潤滑方式

1)主動軸外伸部分的動密封

目前采用較多的是標準型號的機械密封和帶加強環的骨架真空橡膠密封。機械密封功耗小,允許線速度大,但結構復雜,成本較高。

骨架密封結構簡單,功耗較大,為減少軸與密封圈之間的摩擦,軸的表面硬度和光潔度要高。
為了防止軸的磨損,可在軸上加一個硬度較高的且與軸靜密封的軸套。
另外,還可以采用獨立的密封盒結構,使密封件的拆裝和更換更加簡捷方便。
還有的羅茨泵把電動機密閉在泵體一端的殼體內,從而有效地解決了動密封問題,提高了泵的真空度,降低了驅動功率。
但為防止電機繞組線圈在真空下起弧,電動機的電源電壓應降至50V以下。該結構用于中、小型泵。
2)端蓋殼體與泵腔之間的軸密封

由于齒輪箱或端蓋殼體內均有預抽管道與泵的出口相通,即這部分的壓力與前級泵入口壓力基本相同,與泵腔之間的壓差較小,所以一般可采用迷宮式密封、反螺旋式密封或活塞脹圈密封。


3)泵體端面的靜密封
有的采用有機硅室溫硫化橡膠膜密封,密封面不用加工密封槽,但因該硫化橡膠密封膜為一次性使用,且配制較麻煩,給現場維護帶來不便,且密封膜的厚度對轉子端面間隙有影響,在安裝時要掌握好膜的厚薄均勻性。
還可采用真空橡膠圈密封,密封可靠,即保證了轉子軸向間隙,又可方便地在現場拆裝。如果對泵體端面的結構設計適當,密封槽的加工可以很方便。

4)泵的潤滑方式

羅茨真空泵的潤滑部位主要有三處:軸封處——一般用油杯潤滑;齒輪和軸承處——用齒輪或甩油盤濺油來保證潤滑。對于大泵也可采用油泵強制供油潤滑方式。

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