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罗茨真空机组的组成型式及机组前级泵的选用原则

罗茨真空机组是以罗茨泵为主泵并选配不同的前级泵而组成的真空抽气装置。根据前级真空泵的不同,机组有下列几种型式,即罗茨-旋片泵机组;罗茨-滑阀泵机组;罗茨-水环泵机组以及双罗茨泵机组等。

①如果被抽气体无特殊性,既无腐蚀性和毒性。又不是低蒸气压的气体,如洁净空气等,应首先考虑采用旋片式真空泵作为机组的前级泵。因为旋片式真空泵有大的压缩比和宽的工作压力范围,双级旋片式真空泵的工作压力范围从大气压力至1×10-2Pa,单级旋片式真空泵的工作压力范围从大气压力至1Pa。即便是单级旋片真空泵作为一级罗茨机组的前级泵,其极限压力可达1×10-1Pa。这类配置由于机组有较宽的工作压力范围,所以经济性好,使用广泛。同样,滑阀式真空泵也是这类配置的首选前级泵,滑阀式真空泵因其对被抽气体中含少量杂质的敏感性低于旋片式真空泵,故在许多场合优于旋片式真空泵作为前级泵配置。

②如果被抽气体成分带有腐蚀性或气体成分会裂解前级真空泵油,或者抽除较低蒸气压的气体,一般前级泵就不能使用旋片式真空泵和滑阀式真空泵,因为这类气体会对前级泵产生腐蚀,或会产生大量水蒸气凝结在前级泵,侵蚀泵油后使前级泵不能正常工作。在这种情况下,选择水环式真空泵为前级泵较为合适。一般水环式真空泵与一级、二级或三级罗茨泵组成的机组,其极限压力分别可达650Pa, 25Pa, 1pa.但是这类使用中有一个值得注意的问题是:

常常遇到被抽的物质对环境有污染,则必须选择相适合的液体组成循环使用的封闭液环式真空泵,同时要配上工作液热交换冷却装置和液环真空泵出口气体与液体的分离装置。

③如果在一个封闭系统中抽除有毒气体,或是抽除并回收一些洁净气体,或者是抽除一个巨大容器中的气体将其输送至贮罐中,这类情况,旋片式和滑阀式真空泵及水环式真空泵均不能作罗茨泵的前级泵,比较理想的是选用气体循环冷却罗茨真空泵。因为该泵具有高压缩比及大压差特性,可直排大气,大大增加机组的排气量。一个二级罗茨泵加三级气体循环冷却罗茨泵的五级机组,其极限压力可达10-1Pa,工作压力范围可从大气压力至 5×10-1Pa。同时,气体循环冷却罗茨真空泵本身也可作为主抽泵,与水环真空泵组成机组,适合于②所述的一些高压差工况,使真空机组的可靠性更好。正因为气体循环冷却罗茨泵有这些特点,所以在目前罗茨真空泵机组中的使用越来越普遍。

④如果被抽系统要求提供无油、水蒸气污染的清洁真空环境,前级泵则应采用干式真空泵,可选择螺杆式、爪式或活塞式无油真空泵,罗茨泵也应选用无油污染的类型。这种配置方案即可解决单纯使用干式泵极限真空度低的问题,又能保证有较大的抽速。前级泵的选择自然还应考虑选择多大的抽速来匹配与主泵罗茨泵的级比,以适应被抽容器大小和达到工作压力所需时间的要求。

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