全羅茨真空泵無(wú)油抽氣系統的應用研究

　　羅茨真空泵是一種應用極為廣泛的無(wú)油真空抽氣設備。全羅茨真空泵可以組成大型無(wú)油真空抽氣系統，滿(mǎn)足近年來(lái)各行業(yè)對無(wú)油真空抽氣系統越來(lái)越大的需要，但在應用過(guò)程中存在噪聲高、配套功率大，尤其是被抽介質(zhì)產(chǎn)生氮氧化物、結焦物等場(chǎng)合時(shí)容易發(fā)生卡死等缺陷。根據羅茨真空泵的特性，對全部由羅茨真空泵組成的抽氣系統的組成及性能作一介紹，運用現代設計技術(shù)和控制技術(shù)，分析了產(chǎn)生這些缺陷的原因，采取了相應的改進(jìn)措施。對抽氣系統如何實(shí)行智能化控制做了敘述。

引言

　　羅茨真空泵(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為羅茨泵)及其組成的機組具有轉速高、體積小、可在需要干式的環(huán)境運行，組成較大抽氣速率的泵組合機組等優(yōu)點(diǎn)外，組成抽氣系統的氣冷羅茨泵還可以在配帶合適的電機及熱交換器后可在任意的壓力下起動(dòng)，任意壓差下運行，因此在負載較大，抽氣時(shí)間要求短；粗真空至高真空均需要大抽速的多種場(chǎng)合如航空航天、電力、鋼鐵處理、醫藥化工等廣泛地得到了應用，但組成全羅茨泵機組的巨大配套功率、巨大的噪聲等問(wèn)題又使許多用戶(hù)望而生畏。因此真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為節能降耗、改善工作環(huán)境業(yè)已成為生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、爭取廣大用戶(hù)的重要手段。本文將根據羅茨泵的特性，介紹多種羅茨泵的組合的性能，就如何更加合理地把大型全羅茨泵抽氣系統應用于各行各業(yè)作一介紹，提出了應用中的一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題及其解決方法，促進(jìn)應用行業(yè)的清潔生產(chǎn)，對抽氣系統如何實(shí)行智能化控制做了敘述。

1、羅茨泵工作原理特性

　　組成無(wú)油真空抽氣系統的羅茨泵，主要可分為前級需要真空泵串聯(lián)使用的ZJ 型或ZJP 型普通羅茨泵和可以直排大氣(或耐高壓差)的ZJQ 型氣冷式羅茨泵兩大類(lèi)。

1.1、ZJ 或ZJP 型普通羅茨泵

　　普通羅茨泵已發(fā)展很長(cháng)時(shí)間，是一種旋轉式容積真空泵，其工作原理和羅茨鼓風(fēng)機相似，利用兩個(gè)8 字形轉子由傳動(dòng)比為1 的一對齒輪帶動(dòng)，在泵殼中作彼此反向的同步旋轉運動(dòng)，轉子間、轉子與泵體間存在間隙、彼此無(wú)接觸，如圖1 所示。具體可以參考文章：羅茨真空泵的結構與工作原理。

圖1　羅茨泵工作原理

1.2、ZJQ 型氣冷羅茨泵

　　國內上世紀90 年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的ZJQ 型氣冷羅茨泵，到現在技術(shù)和運行已日臻完善，具有配帶合適的電機及熱交換器后可在任意的壓力下起動(dòng)，任意壓差下運行的優(yōu)點(diǎn)。其工作原理如圖2 所示。

圖2　氣冷羅茨泵工作原理

　　該系列泵可以單獨使用，也可以與其他泵組成機組使用，可達到各種極限壓力并在各個(gè)入口壓力下安全長(cháng)期工作。

1.3、全羅茨泵抽氣系統

　　各行各業(yè)的發(fā)展，對真空抽氣系統的抽氣速率的要求越來(lái)越大，而且又要真空系統實(shí)現無(wú)油的真空抽氣狀態(tài)，如此大的抽氣速率只有進(jìn)行多臺真空泵的組合才能得以實(shí)現。市場(chǎng)上現有的干式真空泵如螺桿真空泵、爪式真空泵等的抽速特性和結構機理的限制，滿(mǎn)足不了很多場(chǎng)合的應用環(huán)境，用氣冷羅茨泵作為前級泵后，可實(shí)現羅茨真空抽氣系統的全無(wú)油條件，滿(mǎn)足多種場(chǎng)合的應用要求，組成抽氣系統的真空泵全部由羅茨泵組成的系統如圖3 所示。

圖3 　全羅茨泵組成的真空系統

　　根據工作壓力和抽氣速率等不同的需求工況，可以采用一級、二級、三級、四級、五級甚至六級的全羅茨泵組合，也可以根據工況要求決定溢流閥I、溢流閥II、和溢流閥III 的取舍及其羅茨泵II 是采用氣冷羅茨泵還是普通羅茨泵，目前國內最大的單套全部由羅茨泵組成的抽氣系統的最大抽氣速率可以達到40000L/s。

1.4、全羅茨泵組合抽氣系統的性能

　　圖4 是六級全羅茨泵組合機組及其作其前級的五級、四級、三級、二級、一級羅茨泵或機組的抽氣速率—入口壓力曲線(xiàn)，主泵為ZJ40000 羅茨泵。此曲線(xiàn)還可以按不同的應用工況進(jìn)行調整，使之獲得耗能低、效率高的全羅茨泵組合抽氣系統。表一是一級至六級全羅茨泵機組能達到的極限壓力和建議的最低工作安全壓力。

圖4　羅茨泵機組的抽氣速率—入口壓力曲線(xiàn)