培训系列之6(张以忱)：中真空获得设备.ppt

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1、《真空技术》一.真空技术发展概况（杨乃恒）二.真空工程理论基础（孙丽娜）三.真空系统设计（刘坤）四.低真空获得设备（张以忱）五.清洁真空获得技术（巴德纯）六.中真空获得设备（张以忱）七.高真空与超高真空获得设备（杨乃恒）八.真空测量（刘玉岱）九.真空检漏（刘玉岱）十.真空镀膜（一）：PVD物理气相沉积（张以忱）十一.真空镀膜（二）：CVD化学气相沉积张世伟）十二.真空冷冻干燥技术（徐成海）十三.真空设备的自动化控制（王庆）十四.真空材料与真空卫生（张以忱）东北大学第六期培训系列之6.1罗茨真空泵6.1.1概述罗茨泵是一种无内压缩的旋转变容式真空泵6.

2、1.1.1罗茨泵的种类低真空罗茨泵：直排大气的干式单级罗茨泵（10000Pa）和湿式罗茨泵(2000Pa)；中真空罗茨泵：机械增压泵（1×10-1Pa）；高真空罗茨泵：多级干式罗茨泵（高真空多级罗茨泵）6.1.1.2罗茨泵在真空工程领域中应用：在中真空范围作为机械增压泵应用，一般与前级泵（旋片泵，滑阀泵和水环泵等）串联构成真空机组；双级或多级罗茨泵机组可获得高真空；对于干式清洁无油的抽气系统多用气冷式罗茨泵机组；对于含水蒸气的被抽系统，多用湿式罗茨泵。水环－罗茨泵机组2旋片－罗茨泵机组滑阀－罗茨泵机组26.1.2罗茨泵的工作原理及其结构特点6.1.2

3、.1罗茨泵的工作原理罗茨泵抽气时两个转子由传动比为1的一对齿轮带动，作彼此反向的同步旋转运动。转子彼此无接触，其间存在间隙。6.1.2.2罗茨泵具有以下特点：在较宽的压力范围内有较大的抽速；转子之间、转子与泵腔壁之间有间隙，泵腔内运动件无摩擦，不必润滑，泵腔内无油；转子形状对称，动平衡性能良好，运转平稳，选择高精度的齿轮传动，运转时噪音低；可获得较高转速（抽速）；对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；抽气特点：罗茨泵在抽气过程中其工作空间容积是不变的，即“无内压缩”，这与大多数的变容式真空泵不同。气体的排出：当转子顶部转过排气口边缘，封闭空间与排气侧

4、相通时，由于排气侧气体压力较高，则有一部分高压气体返冲到封闭空间中，使空间内气体压强突然升高到排气压力，即所谓的“外压缩过程”。当转子继续转动时，气体排出泵外。6.1.3罗茨泵的结构1－前端端盖；2－油标；3－压力传感器；4－注油塞；5－放油塞；6－齿轮侧轴承端盖；7－泵体；8－入口法兰9－出口法兰；10－转子；11－马达侧轴承盖；12－中间法兰；13－油封处注油塞；14－油封处放油塞；15－笼形支架；16－电动机；17－泵底座罗茨泵是双转子容积式真空泵。其在泵腔内有两个形状对称的转子，转子形状有两叶、三叶和四叶。两个转子按一定相位安装在一对平行轴上

5、，由轴端齿轮（i=1）驱动做同步反向旋转运动。转子彼此无接触，转子与泵腔壁也无接触，其间通常有0.15～1.0mm的间隙。泵腔靠间隙及高转速来密封（相对密封）。由于泵腔内无摩擦，转子可高速运转，一般：500～3000r／min。泵的润滑部位仅限于轴承、齿轮及动密封处（齿轮箱有油，且与泵腔之间有压差，预抽管通前级侧）。6.1.3.1泵的结构特点转子在泵体中如何安装决定了泵的总体结构。目前国内外的罗茨泵大致有两种型式：1）立式：这种结构的进、排气口成水平位置，装配和连接都比较方便。但泵的重心较高，在高速运转时稳定性差，故多用于小泵。2）卧式：泵的进气口在

6、上，排气口在下。有时排气口水平方向接出，因而，进、排气方向是相互垂直的。排气口可以从两个方向接出，一端接排气管道，另一端堵死或接旁通阀。这种结构重心低，高速运转时稳定性好，一般用于大、中型泵。结构型式示意图1立式结构卧式结构6.1.3.2泵的传动方式传动方式有如下两种：1）电动机与齿轮放在转子的同一侧，从动转子的扭矩由电动机端齿轮直接传过去，所以主动转子轴的扭转变形小，因而转子与转子之间的间隙就不会因主动轴的扭转变形较大而改变，故使间隙在运转过程中均匀。缺点：主动轴上有三个轴承，给加工和装配带来一定困难，对齿轮的拆装和检查都不方便，整个结构也显得不匀

7、称，使泵的重心移向电动机和齿轮箱一端。所以，采用这种结构的较少。传动方式示意图2）电动机与齿轮传动设在转子的两侧这种结构克服了上述的缺点，但主动轴扭转变形较大。为了保证转子在运转过程中的间隙，要求轴应有足够的刚度。轴与转子要固结（铸造的转子采用轴转子整体结构或热压过盈配合，焊接的转子采用转子和轴直接焊在一起的整体结构）。这种结构拆卸和装配都很方便。结构图6.1.3.3泵的密封结构主要有3个部位：主动轴外伸部分的动密封（密封外部大气与齿轮箱之间）；端盖或齿轮箱与泵体间的静密封；齿轮箱和泵体间的转子轴的动密封（避免油进入泵腔，同时预真空与高真空之间得到密

8、封）。1、主动轴外伸部分的动密封目前采用较多的是：双端面摩擦环式机械密封；带加强环的JO圈密封。机械密封运转