羅茨泵的抽氣速率和極限壓力是泵的主要性能,但它在很大程度上要依賴于前級泵的型式和性能,因此它并不是羅茨泵本身特有的性能。能代表羅茨泵特征性能,而又與前級泵無關(guān)的是零流量壓縮比、最大允許壓差與溢流閥壓差、漏率和噪聲,它們與羅茨泵的真空狀態(tài)、抽氣性能和運行質(zhì)量有著極其密切的關(guān)系。文中對特征性能的試驗方法和裝置進行了分析和研究,提出了有異于國內(nèi)外現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的,更精粹、獨特的見解。抽氣速率和極限壓力是羅茨泵的主要性能參數(shù),但它不是羅茨泵本身特有的性能參數(shù),而是羅茨泵和各種前級泵所組成的機組的性能參數(shù)。真正能反映羅茨泵特征性能,而又與前級泵無關(guān)的性能參數(shù)是零流量壓縮比、最大允許壓差與溢流閥壓差、漏率和噪聲。它們能真實反映羅茨泵的真空狀態(tài)、抽氣性能和運轉(zhuǎn)的可靠性、穩(wěn)定性。氣冷式羅茨泵可以單臺直排大氣,這與普通羅茨泵有所區(qū)別,但由于消耗功率較大,一般均采用多臺串聯(lián)或以其它泵作前級,組成多級羅茨機組,此時氣冷式羅茨泵成了機組的主泵,它的運轉(zhuǎn)狀態(tài)就與普通羅茨泵相同了。目前國內(nèi)外有關(guān)羅茨泵的試驗(驗收)標(biāo)準(zhǔn)尚有不少不明之處和不足之處,有望通過試驗、對比和分析,提出新的見解。1、零流量壓縮比k0測試和研究1.1、測試裝置對零流量壓縮比k0測試的影響1.1.1、羅茨泵進口測試罩對k0測試的影響測試罩的作用是穩(wěn)定壓力,所以從理論上說測試罩的容積越大越好,但在現(xiàn)實中是不可能的。即使國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的罩的容積至少應(yīng)為泵腔有效容積的5倍,這對中小型泵而言毫無疑議,但對5000l/s以上的大型泵則就顯得太大了,這么重的罩壓在中空的羅茨泵上,一不小心就可能把泵壓變形了。測試罩究竟取多大為好,國際真空界對此也有爭論。為此我們在zj-600型羅茨泵上做了直徑為400mm和200mm的測試罩的對比試驗,400mm測試罩的容積正好是標(biāo)準(zhǔn)所要求的5倍,而200mm測試罩的容積只有0.56倍。用這二種測試罩測試零流量壓縮比k0的對比數(shù)據(jù)見表1,測試儀器為mks公司的626a型電容壓力傳感器(0.1、10、100、1000)和pdr2000型雙通道電源和顯示儀。表1羅茨泵進口測試罩對k0測試的影響試驗的對比數(shù)據(jù)表明,容積相差很大的二種測試罩所測得的零流量壓縮比k0值沒有明顯差別,對泵的極限壓力的測量也沒有影響。我們的看法是對中小型羅茨泵按罩的容積不小于5倍泵腔容積的規(guī)定執(zhí)行,對于5000l/s以上的大泵的測試罩容積可適當(dāng)放寬至2~3倍。3、漏率的測試漏率系指在規(guī)定條件下,一種特定氣體通過漏孔的流量。羅茨泵的漏率與極限壓力有直接關(guān)系,在極限壓力下運轉(zhuǎn)的羅茨泵中,它的氣體狀態(tài)已接近分子流,氣體的分子自由程較大,氣體分子不易穿透轉(zhuǎn)子與各相關(guān)零部件之間的間隙,也就是說此時間隙對極限壓力的影響已極其微小,能影響極限壓力的因素就只有漏率了。所謂羅茨泵達到了極限壓力,就是滲漏進入羅茨泵的氣體與羅茨泵抽出的氣體達到了動態(tài)平衡,進入了相對穩(wěn)定狀態(tài)。羅茨泵漏率的測試方法有關(guān)閥測漏法和氦質(zhì)譜測漏法二種。3.1、關(guān)閉測漏法(a)測試裝置測試裝置由羅茨泵、測試罩、前級泵、真空閥門、管路和真空計組成。(b)測試步驟關(guān)閉微調(diào)閥,打開擋板閥,啟動前級泵和羅茨泵,達到極限壓力后繼續(xù)運轉(zhuǎn)4h,以使羅茨泵和測試罩充分除氣。關(guān)閉羅茨泵與前級泵之間的擋板閥,當(dāng)測試罩內(nèi)壓力上升到預(yù)定的壓力p1時,記取時間t1,壓力繼續(xù)上升到p2(≤13pa)時,記取相應(yīng)時間t2,按下式計算羅茨泵的漏率:3.2、氦質(zhì)譜測漏法使用氦罩法,利用檢漏罩將被試羅茨泵罩起來,檢漏時將羅茨泵內(nèi)和檢漏罩內(nèi)空氣抽除,然后向罩內(nèi)充入氦氣,并使充入的氦氣壓力等于大氣壓,以檢漏儀輸出信號表征被試泵的漏率。5、結(jié)束語通過一系列試驗和研究,對零流量壓縮比和最大允許壓差的試驗和裝置有了進一步認(rèn)識,提出了羅茨泵漏率的試驗方法,針對羅茨泵懸空安裝和使用的特點,提出了測量表面采用雙矩形六面體的新觀點,據(jù)此我們認(rèn)為羅茨泵試驗方法的重新修訂勢在必行。參考文獻[1]徐成海.真空工程技術(shù)[m].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.[2]gb/t21271-2007,真空泵噪聲測量[s].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.[3]jb/t7674-2005,羅茨真空泵[s].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.