罗茨真空泵的空气冷却原理与应用

空气冷却在众多类型真空泵中都得到广泛的应用，同样好凯德罗茨真空泵也有采用这种设计。为了能够了解罗茨真空泵空气冷却原理，我们可以从罗茨泵浦排气的一侧的空气流动情况来了解。不同于其他类型泵浦，罗茨真空泵的抽气不是连续抽取的过程，而是突然抽气的过程，当泵浦运行时，吸入的气体也随转子转动而被封闭于Ao腔内，转子在不停旋转，使A o腔内的气体突然与排气口接通。在此时，罗茨真空泵排气口的压力达到一定压力，气体由于压力的作用又返回腔体内，最终随着转子的旋转其他被排除，通过这样一种工作过程，转子如同进行了四次的排气过程。

罗茨真空泵由于输送和压缩气体而产生热量，这些热量必须从转子传至壳体西熬发。但在低压下，气体对热的传导和对流性能极差，致使转子吸收的热量不易散出，造成转子温度永远高于壳体的温度。由于转子的热膨胀，使转子与转子间、转子与泵壳间的间隙减少，特别在压差也高的情况下，尤为严重，甚至造成转子卡死，使泵损坏。为了使罗茨泵在较高的压差下工作，以扩大使用范围，增加泵的可靠性，就必须设法散出转子产生的热量，也就是说要对转子进行冷却。

我们也通过泵浦气体的流动情况进行一个设想来了解空气冷却对罗茨真空泵作用原理。如果每次返冲到泵腔中的气体是冷的，则可以在高温的泵腔内吸收大量的热量，这些吸收了热量的气体又在转子的继续压缩中排出，从而会达到对转子冷却的目的。

一般说来，罗茨真空泵采用空气冷却之后，可将压差提高V FoTorr，而不加冷却器一般只能达到15- 30Torr，这种冷却方法与环境温度有关系，环境温度高吸入的气体温度就高，则冷却效果就不好。此外，这种方法只能避免高压差产生的高热，而不能防止泵压缩过程中发热，而引起间隙变小的问题，所以受泵本身间隙的限制。

当然空气冷却也会借助一定辅助设施来达到空气冷却这样一个机理，例如在罗茨真空泵排气口设置密集的冷却片，冷却片用冷水管进行冷却，或在泵的排气口处直接安装冷却水管，这样排气口处的气体就会降温，这种冷却方法能有效地散出罗茨泵转子在压缩气体中所产生的热量。而且当排气压力较高时，因气体分子的密度大，使热传导性能更好，其冷却效果也好些。使用这种方法能保证泵在较高的压差下工作。

在高强度的运行环境下，罗茨真空泵泵腔压力增大，同时转子和壳体温差不断增高，这直接的影响是导致间隙不断增大，这样会导致泵浦内逆流增大，最终导致罗茨泵抽速下降。为了使罗茨真空泵能在更高压下的工作环境下工作，也可以采用其他更有效的空气冷却方式，可通过油循环来进行冷却，这种冷却方式是通过在泵轴两端分别有油孔、油径轴头打入，经转子内壁再从另一端排出。冷却油除冷却转子外，还润滑齿轮和轴承。这种冷却效果较好，泵在运转时转子温度低于外壳的温度，大泵常采用这种方式。例如在80 Torr压差下工作时，一罗茨泵转子温度较外壳低78t，同时还发现泵负荷愈重时；则向隙愈大，这是PR为转子用油冷却，温度比壳体低，负荷愈大，壳体膨胀愈厉害，轴间距加大，所以间隙分增大。

有些好凯德罗茨真空泵也通过水进行冷却，由于这种冷却方式的运用，我们通常把这种罗茨真空泵叫做湿式罗茨真空泵，这种冷却方式的原理就是，在单级或者是双极机械真空泵压缩空气后，利用组合消音器传送，这也是利用了综合吸收及有相位差的原理进行的。