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羅茨泵－水環(huán)泵機組的運行　　

　　（1）機組前裝冷凝器
　　為了盡量使機組的體積小些，可設(shè)法使待抽的蒸汽在進入泵機組之前冷凝，這樣剩下來的就是非可凝性氣體和微量殘余蒸汽。氣體降溫后在相同壓力下體積也減小。所以冷凝后所需抽氣量減小，相應(yīng)地泵也可以選得小一些。
　　采用哪種方式較經(jīng)濟？應(yīng)視其具體情況而定，舉例說明如下：
　　冷凝蒸汽有兩種方式：一種是安裝一臺冷卻裝置，另一種是在機組的高壓級中裝一臺冷凝器，以便能用普通的水冷卻。
　　其系統(tǒng)需要每小時抽除50kg的水蒸汽量，在吸入壓力為1Torr時的容積流量為50000m3/h。
　　1)要抽吸上述的水蒸汽量，需要三個羅茨泵串聯(lián)，并用一臺水環(huán)泵作前級組成的機組，該機組的總功率90kW。
　　2）為了使蒸汽在到達真空泵之前冷凝，就要在位于A處裝一個冷凝器和一個功率為30000kcal/h的冷卻裝置。在1Torr的吸入壓力下，水蒸汽的冷凝溫度均為-19℃，為了能保證連續(xù)工作，應(yīng)取冷凝裝置的冷凝溫度為-25℃，且并聯(lián)安裝2臺冷凝器。根據(jù)非冷凝氣體的組成部分計算得，真空泵的抽氣量就可以降低到1000~2000m3/h，總機組（包括冷凝器的消耗功率）的功率同樣是90kW。
　　3）先用羅茨泵抽出水蒸汽，并在45Torr壓力下進行冷凝，該壓力下有的冷凝溫度約為36℃，于是可使冷凝器的冷凝溫度保持在30~35℃之間，可用普通冷卻水冷卻。冷凝器設(shè)在B處。這時總功率的消耗為75kW左右。
　　通過上述三組方式的比較可知，第三種方案最好，可減少15kW的動力消耗。
　　綜上所述，水蒸汽冷卻后只剩下非可凝性氣體。在壓力很低時，水蒸汽的比容相當(dāng)大，這些可凝性蒸汽冷凝后，泵所需要的抽氣量顯然就大為降低了。另外，不論蒸汽是否冷凝，在同樣壓力下只要氣體溫度降低，其容積流量就會減少。例如化工流程中200~300℃溫度的氣體并不少見。若從300℃冷卻到50℃之后，干燥空氣的容積減少45%左右，這樣就可以選擇較小容量的抽氣真空泵機組裝置。
　　（2）機組的操作順序：
　　1）機組中無旁通閥時，應(yīng)先開動水環(huán)泵，被抽系統(tǒng)中的氣體由羅茨泵（氣體推動羅茨泵轉(zhuǎn)子自行轉(zhuǎn)動，如同流量計一般）進入水環(huán)泵后再排至大氣，待水環(huán)泵的吸入壓力（如串聯(lián)有大氣泵，則為大氣泵的吸入壓力）達到羅茨泵的起初規(guī)定值時（即允許排氣壓力），始啟動羅茨泵，機組正式運轉(zhuǎn)，開始工作。
　　2）機組中有旁通閥時，先啟動水環(huán)泵，接著開動羅茨泵，此時，羅茨泵進排氣壓差較大，旁通閥自動開啟，被抽容器中的氣體一部分經(jīng)過旁通閥進入水環(huán)泵，另一部分在羅茨泵的作用下通過該泵也進入水環(huán)泵，顯然抽氣速率增加，這樣很快達到羅茨泵的預(yù)真空，進排氣壓差較小，閥門自動關(guān)閉（或人工關(guān)閉），機組正式工作。這種方法能大大縮短預(yù)抽時間，但設(shè)備較復(fù)雜。
　　（3）機組－羅茨泵－前級泵性能關(guān)系
　　機組的性能與羅茨泵的性能密切相關(guān)，而羅茨泵的性能又隨前級泵的不同而有所不同。
　　1）由于羅茨泵的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與殼體之間存在著間隙，因此有返流存在，而這種返流受進口壓力和出口壓力的影響，即使是同一臺羅茨泵，使用不同的前級泵時，其抽氣速率也會有所不同。
　　羅茨泵的抽氣速率可由下式確定：
　　 δ＝δ₀(P₂/P₁/K)
　　式中：δ₀－設(shè)計的抽氣速率；
　　　　　P₁－進口壓力；
　　　　　P₂－出口壓力；
　　　　　K－固有常數(shù)，由該泵轉(zhuǎn)子的形狀、間隙量、轉(zhuǎn)子圓周速度和出口壓力來確定。
　　由上式可知，抽氣量受到出口壓力與進口壓力之比的影響，亦即若增加前級泵的抽氣速率，那么羅茨泵的抽氣速率也會增大。
　　（2）極限壓力由泵的抽氣速率，各間隙的返流量，泵體泄漏量及高真空側(cè)的放氣量所決定。即：
　　　P0＝(Q₁+Q₂+Q₃)/δ　　　式中：P0－極限壓力；
　　　　　 δ－抽氣速率；
　　　　　 Q₁－返流量；
　　　　　 Q₂－泄漏量；
　　　　　 Q₃－放氣量。
　　在這些參數(shù)中，Q₁受排氣壓力即前級泵的極限壓力的影響很大，在用水環(huán)泵作前級泵時，羅茨泵的極限壓力隨水環(huán)的飽和蒸汽壓的不同而不同。
　　是用同一臺羅茨泵配不同的前級泵時的性能比較。
 
　　從圖可見，前級泵的極限真空度愈高時，機組的極限真空度也隨之增高；兩級羅茨泵串聯(lián)使用，則能提高機組的極限真空度（實質(zhì)上就是前一個羅茨泵為后一個羅茨泵的前級泵），且性能曲線平緩擴大，也即使用的范圍擴大（由曲線1與2，曲線3與5的比較而得）。機組1、2的曲線大致相同。同樣，機組3、4、5的曲線也有相同之處。然而1、2機組曲線和3、4、5機組曲線卻是完全不同的兩組曲線。這說明對于同一羅茨泵而言，選用不同的前級泵時，其機組的性能曲線有本質(zhì)的差異。由此可見，前級泵對機組性能有相當(dāng)大的影響。
　　（4）水環(huán)泵的選擇
　　所謂水環(huán)泵就是用水作為液環(huán)的液環(huán)泵，用水作液環(huán)有很多優(yōu)點，如價廉、易得、不會污染環(huán)境等。但也有一個很大缺點，由于水的飽和蒸汽壓高，使得水環(huán)泵的吸入壓力也高。這時如改用飽和蒸汽壓低的液體作為液環(huán)，則可提高泵的極限真空度。如果某機組中羅茨泵最大允許的排氣壓力為10Torr，則用水作液環(huán)時還須加大氣泵才能作為該羅茨泵的前級泵，若改用礦物油作液環(huán)則不加大氣泵即可作為前級泵，這樣可以簡化裝置。
　　（5）機組性能與羅茨泵允許排出壓力
　　機組的性能在很大程度上取決于羅茨泵的允許排出壓力。這種允許值越低，水環(huán)泵作為前級泵的可能性就越小。如果羅茨泵這種允許值為1~10Torr，而不論單、多級的水環(huán)泵極限壓力大大高于這個數(shù)值，因此就不可能單獨與這種羅茨泵組合使用，而需要加二級大氣泵。如果羅茨泵排出壓力允許值在100Torr以上，則前級的水環(huán)泵也可以作為羅茨泵的前級泵的前級泵，這就大大地擴充了前級泵的應(yīng)用范圍。
　　（6）應(yīng)用實例
　　某化纖產(chǎn)品的生產(chǎn)過程為：低分子－高分子－制成帶狀－切片－干燥（運用羅茨泵－水環(huán)泵機組進行真空干燥）－抽絲－牽伸、加熱－紡織－成品。
　　其中一個重要的工序是將5×5×5(mm)大小的切片進行干燥，以便進行抽絲，抽絲過程中理想的狀況是使水份含量為零，實際上由于不能達到這一目的，故要求水份含量不大于0.02%，如果水份超過這一要求，要高溫高壓下抽絲，會使高分子分解，影響產(chǎn)品的強度。
　　在干燥這一工序中所應(yīng)用的羅茨泵－水環(huán)泵機組的抽真空系統(tǒng)裝置如圖7所示。機組中各泵的技術(shù)參數(shù)如下表。

　　主要設(shè)備的功用簡介如下：
　　（1）真空閥　　關(guān)閉真空閥，機組停止運行，可保持干燥系統(tǒng)一定的真空度。
　　（2）自動氣動安全閥　　為防止機組突然停車時水環(huán)泵系統(tǒng)中的水向羅茨泵及真空干燥系統(tǒng)中倒灌。
　　（3）壓差閥　　機組開始運行時，先啟動水環(huán)泵，在壓差閥兩端逐漸產(chǎn)生壓差，達到一定值時，閥自動開啟，使系統(tǒng)中大部分氣體經(jīng)此閥流進水環(huán)泵。當(dāng)大氣逐漸通過大氣泵流進水環(huán)泵，壓差閥兩端壓力又逐漸減小，以致關(guān)閥，于是大氣泵隨即開始正常工作，壓差閥的作用是為了縮短大氣泵正常工作前的預(yù)抽時間。
　　（4）水位計　　起止逆閥的作用，防止水環(huán)泵的水倒流。
　　操作順序如下：先開動水環(huán)泵，系統(tǒng)中氣體徑由羅茨泵（此時推動羅茨泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動）進入水環(huán)泵而由汽水分離器排向大氣。當(dāng)抽到絕對壓力為50Torr時啟動羅茨泵2，當(dāng)絕對壓力到20Torr時再啟動羅茨泵1，最后系統(tǒng)壓力可達到0.088Torr，一般情況下可維持在1Torr以下。