罗茨真空泵通常压缩比很低,故高、中真空泵需要前级泵。靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。罗茨真空泵是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵,此泵不可以单独抽气,前级需配油封、水环等可直排大气。
罗茨真空泵的两个转子在泵体中如何布置,决定了泵的总体结构。国内外罗茨真空泵的总体结构布置一般有三种方案:
1、立式:两个转子的轴线呈水平安装,但两个转子轴线构成的平面与水平面垂直,这种结构,泵的进排气口呈水平设置,装配和连接管道都比较方便。但其缺点是泵的重心太高,在高速运转时稳定性差,所以除小规格的泵外,采用这种结构型式的不太多。
2、卧式:两个转子的轴线呈水平安装,两个转子轴线构成的平面成水平方向,这种结构的泵的进气口在泵的上方,排气口在泵的下方(也有与此相反的)。下边的排气口一般为水平方向接出,所以进排气方向是相互垂直的。排气口接一个三通管向两个方向开口,一端接排气管道,另一端死或接旁通阀时使用。这种结构的特点是重心低,高速运转时稳定性好。国内外大中型泵多采用此种结构型式。
3、竖轴式:国外有的罗茨泵的两个转子轴线与水平面垂直安装。这种结构的装配间隙容易控制,转子装配方便,占地面积小,但齿轮等传动机构装拆不便,润滑装置也较复杂。
当总体结构决定后,泵体本身的结构与形状也相应地决定了。
4、带溢流阀的罗茨泵:为了防止超载引起事故,罗茨泵上装有一个比较可靠的安全保护器,即在旁通管路上装有一个溢流阀。排气口处于规定压力时,溢流阀是关闭的。当其排气口压力大于规定压力时,则溢流阀的阀门自动被顶开而产生溢汉,排气口压力变正常后,溢流阀再自行关闭。它能自动调节,也是泵的允许压差装置,因此溢流阀的好处是使罗茨泵能连同前级泵一起,在各种压力范围内能连续运转。采用这种设计,能使真空容器在粗真空状态的抽气停息时间可缩短30~50%.对于比较大的泵,溢流阀安装在泵体外边的旁通管路上,在比较小的泵上,溢流阀则是装在泵壳内的。
5.带蒸汽冷凝器的罗茨泵:在需要抽吸蒸汽情况下,抽气机组须设计会使蒸汽冷凝的冷凝器,这个冷凝器可装在泵之前或装在泵之后,而不装在罗茨泵的泵体上。在某种情况下,冷凝特升化吸热能够减少罗茨泵发热。假设采用了复式冷凝器,在维修时可用适当的溶剂清扫污垢,蒸汽能顺畅地在导管中流动。
罗茨真空泵的特点是:启动快,耗功少,运转维护费用低,抽速大、效率高,对被抽气体中所含的少量水蒸汽和灰尘不敏感,在100~1帕压力范围内有较大抽气速率,能迅速排除突然放出的气体。这个压力范围恰好处于油封式机械真空泵与扩散泵之间。因此,它常被串联在扩散泵与油封式机械真空泵之间,用来提高中间压力范围的抽气量。这时它又称为机械增压泵。