罗茨真空泵的空气冷却原理

发布时间：2021-10-19  人看过

罗茨真空泵的空气冷却。罗茨真空泵通过输送和压缩气体产生热量，气体需要从转子传递到机壳。但在低压下，气体的导热和对流性能很差，转子吸收的热量不容易散失，导致转子温度始终高于壳体温度。

由于转子的热膨胀，转子之间以及转子和泵壳之间的间隙减小，特别是当压差也很大时，这甚至可能导致转子堵塞并损坏泵。为了使罗茨泵在高差压下工作，扩大应用范围，提高泵的可靠性，需要尽量将转子产生的热量散掉，也就是对转子进行冷却。

要了解风冷的本质，首先要看罗茨真空泵排气侧的气流。罗茨真空泵吸入气体的压缩过程不是连续的，而是突然的。随着转子的转动，吸入的气体被封闭在空腔内，随着转子的转动，空腔内的气体突然与排气口相连。

由于排气侧的气体压力较高，排气口处的气体会冲回腔内，然后随着转子的转动被赶出泵外。在这个过程中，两个转子在每个旋转周期中排气四次。

从上面的气体流动情况可以想象，如果每次冲回泵室的气体都是冷的，那么高温的泵室可以吸收大量的热量，在转子持续压缩的过程中，被吸收热量的气体被排出，从而达到冷却转子的目的。

空气冷却基于上述原理。泵的排气口处设有密集的散热器。散热片由冷水管冷却，或者冷却水管直接安装在泵的排气口，以冷却排气口的气体。这种冷却方式可以有效地将罗茨泵转子在压缩气体中产生的热量散发出去。此外，当排气压力较高时，气体分子密度较高，因此导热性能更好，冷却效果更好。这种方法可以保证泵在高压差下运行。实验表明，罗茨泵在30托的压差下运行6小时，壳体内转子的温差为22度。当冷却器安装在排气口时，冷却器在85托的压差下长时间运行，温差不超过17度。一般来说，罗茨真空泵风冷后压差可提高80乇，但没有冷却器压差只能达到15~30乇。

这种冷却模式与环境温度有关。环境温度越高，吸入气体的温度越高。冷却效果差。此外，这种方法只能避免高压差产生的高热，却无法阻止泵在压缩过程中产生的热量，导致间隙小的问题，因此受到泵本身间隙的限制。

罗茨真空泵的空气冷却原理