羅茨水環(huán)真空機組是如何工作的

如果想獲得高真空的話必須選用真空機組，而真空機組需要的羅茨真空泵不能直排大氣，如直排大氣會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功率又會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。所以羅茨真空泵運用時必需設(shè)有前級泵，用前級泵將系統(tǒng)內(nèi)壓力抽至一定范圍內(nèi)時再啟動羅茨真空泵，如此能夠防止羅茨真空泵過載。前級泵能夠選用水(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。

羅茨真空機組在普通狀況下，選用水環(huán)泵作為前級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)油封機械真空泵掃除可凝性蒸汽才能不夠，或運用的溶劑能使泵油惡化而影響性能，或者是真空系統(tǒng)不允許油污染的時分更為明顯。

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

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

普通狀況，單級水環(huán)泵極限真空度不高，而目前我國消費的羅茨泵請求的預(yù)真空又較高，故實踐上不用單級水環(huán)泵作為羅茨泵的前級泵，而用能進步極限真空度的雙級水環(huán)泵作為前級泵運用，采用雙級水環(huán)泵，還能夠進步機組的極限真空度。

一臺羅茨泵的極限真空度是較低的，特別是當(dāng)它與水環(huán)泵組合運轉(zhuǎn)時，運用范圍遭到限制，整個機組的極限真空度可能更低，但若用兩臺羅茨泵串聯(lián)再與水環(huán)泵組合，就能大大進步機組的極限真空度。

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

（2）羅茨泵－水環(huán)泵－大氣泵機組：即便采用雙級水環(huán)泵，極限真空度的進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。為了進步前級泵的極限真空度，還能夠使水環(huán)泵與大氣泵組合運用。

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

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

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

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

1）機組前裝冷凝器

為了盡量使機組的體積小些，可設(shè)法使待抽的蒸汽在進入泵機組之前冷凝，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？應(yīng)視其詳細狀況而定，舉例闡明如下：

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

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

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

2）為了使蒸汽在抵達真空泵之前冷凝，就要在位于A處裝一個冷凝器和一個功率為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臺冷凝器。依據(jù)非冷凝氣體的組成局部計算得，真空泵的抽氣量就能夠降低到1000~2000m3/h，總機組（包括冷凝器的耗費功率）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。這時總功率的耗費為75kW左右。

經(jīng)過上述三組方式的比擬可知，第三種計劃最好，可減少15kW的動力耗費。
 

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