1.羅茨真空泵與水環(huán)真空泵區(qū)別
(1)性能特點不同
羅茨真空泵的特點是:啟動快,耗功少,運轉維護費用低,抽速大、效率高,對被抽氣體中所含的少量水蒸汽和灰塵不敏感;水環(huán)真空泵結構緊湊,泵的轉速較高,一般可與電動機直聯(lián),無須減速裝置。吸氣均勻,工作平穩(wěn)可靠,操作簡單,維修方便。
(2)應用范圍不同
羅茨真空泵廣泛用于真空冶金中的冶煉、脫氣、軋制,以及化工、食品、醫(yī)藥工業(yè)中的真空蒸餾、真空濃縮和真空干燥等方面。水環(huán)真空泵主要應用于煤礦(抽瓦斯),化工,制藥,礦山,造紙,食品,啤酒,建材,塑料,冶金,電器等行業(yè)。
(3)工作原理不同
羅茨真空泵泵內裝有兩個相反方向同步旋轉的葉形轉子,轉子間、轉子與泵殼內壁間有細小間隙而互不接觸的一種變容真空泵。水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變容式真空泵。
(4)結構特點
羅茨真空泵結構特點
在較寬的壓力范圍內有較大的抽速;
轉子具有良好的幾何對稱性,故振動小,運轉平穩(wěn);
轉子間及轉子和殼體間均有間隙,不用潤滑,摩擦損失小,可大大降低驅動功率,從而可實現(xiàn)較高轉速;
泵腔內無需用油密封和潤滑,可減少油蒸氣對真空系統(tǒng)的污染;
泵腔內無壓縮,無排氣閥。結構簡單、緊湊,對被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感;
壓縮比較低,對氫氣抽氣效果差;
轉子表面為形狀較為復雜的曲線柱面,加工和檢查比較困難。
水環(huán)真空泵結構特點
水環(huán)真空泵結構簡單,制造精度要求不高,容易加工。結構緊湊,泵的轉速較高,一般可與電動機直聯(lián),無須減速裝置。故用小的結構尺寸,可以獲得大的排氣量,占地面積也小。
壓縮氣體基本上是等溫的,即壓縮氣體過程溫度變化很小。由于泵腔內沒有金屬磨擦表面,無須對泵內進行潤滑,而且磨損很小。
轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。吸氣均勻,工作平穩(wěn)可靠,操作簡單,維修方便。
2.羅茨真空泵和干式螺桿真空泵的區(qū)別
羅茨真空泵和干式螺桿真空泵相似的地方主要體現(xiàn)在應用領域上,它們都可以用在真空凍干、電力電子行業(yè)、光伏太陽能、薄膜蒸發(fā)、抽高溫氣體、抽蒸汽、單晶硅、燈泡燈管制造(氣體置換)、焊接爐、核能工業(yè)、化工、金屬工業(yè)等工業(yè)領域中。
但是,由于這兩種真空泵的結構和特點有很大的區(qū)別,因此在這些領域中,需要根據(jù)具體的工況和所應用的工藝流程的不同,來選擇使用羅茨泵或者是干式螺桿真空泵。
羅茨真空泵羅茨泵是靠泵腔內一對葉形轉子同步、反向旋轉的推壓作用來移動氣體而實現(xiàn)抽氣的真空泵。羅茨泵無內壓縮,因此它不可以單獨抽氣,需配備前級泵使用。
羅茨真空泵的特點:啟動快,能耗少,低運行和低維護成本,抽速大、效率高,并且對泵送氣體中含有的少量水蒸氣和灰塵不敏感。
圖1 羅茨真空泵
干式螺桿泵是利用一對螺桿,在泵殼中作同步高速反向旋轉而產生的吸氣和排氣作用的抽氣設備。兩螺桿經精細動平衡校正,由軸承支撐,安裝在泵殼中,螺桿與螺桿之間都有一定的間隙,因此泵工作時,相互之間無摩擦,無需潤滑油。
干式螺桿泵的特點:噪音低,抽速大;不會發(fā)生腐蝕;能抽除含有大量水蒸氣及少量粉塵的氣體場合,極限真空更高,消耗功率更低,具有節(jié)能、免維修等特點。
圖2 螺桿真空泵
基于干式螺桿真空泵的這些特點,其在半導體、鋰電池行業(yè)被廣泛使用,特別適合應用在需抽除腐蝕性氣體、粉塵顆粒物和有毒氣體的環(huán)境。
而羅茨真空泵在真空冶金、化工、食品和醫(yī)藥工業(yè)中的真空蒸餾、真空濃縮、真空干燥等方面,扮演著重要角色。這兩種真空泵除了在應用領域上有所側重外,它們的區(qū)別還表現(xiàn)在,羅茨真空泵可抽取少量水蒸氣,而干式螺桿真空泵不僅能抽取大量水蒸氣,對粉塵顆粒物的敏感度也更低。
3.水環(huán)真空泵和干式螺桿真空泵的區(qū)別
與水環(huán)真空泵對比:
(1)螺桿真空泵極限真空度高,單泵可由大氣壓直接抽至1pa(絕壓)的真空度,安裝簡單方便,連接管道少,泄漏點少;而水環(huán)泵的極限真空度只能達到2000pa,需要獲得更高的真空,必須與多級羅茨式真空泵或多級蒸汽噴射泵串聯(lián)才能實現(xiàn),結構復雜,連接泄漏點多,容易產生故障。
(2)干式螺桿真空泵長時間運轉穩(wěn)定,不受水溫及抽出溶劑的影響;水環(huán)泵在長時間運行時,由于水溫升高,會造成真空度下降,為了保持水環(huán)泵的真空穩(wěn)定,需要用冷凍鹽水來冷卻水環(huán)泵的水箱,造成能耗增大。另外,從系統(tǒng)中抽出而未能冷凝的低沸溶劑進到水環(huán)泵的水體中,也會使水環(huán)泵的真空度下降。
(3)由于干式螺桿式真空泵工作腔內無任何介質,可獲得清潔真空。因此,在螺桿泵的排氣端可設置常壓下的冷凝器,對真空條件下未能冷凝的溶劑進行進一步的冷凝回收,使溶劑回收率大幅度提高。
以甲苯為例,在1mmhg真空條件下,甲苯的冷凝溫度為0℃,我們要在真空端冷凝甲苯,就必須使用-15 ℃以下的冷媒,由于換熱溫差小,需要很大冷凝換熱面積才能有效冷凝回收甲苯,而甲苯在常壓下,冷凝溫度為110 ℃,我們只需要使用循環(huán)水和較小的冷凝換熱面積就可有效冷凝回收甲苯,溶劑回收率一般都可提高到96%以上。
而對于水環(huán)泵由于未冷凝溶劑直接混入水里,無法進行常壓條件的冷凝回收,因此溶劑回收率低,且產生大量廢水。對于低沸溶劑,如甲醇、二氯甲烷等,在真空條件下,冷凝溫度很低,很難用-15 ℃冷鹽水來冷凝,回收率會更低,只能讓大部分低沸溶劑進入水里,產生廢水。
(4)干式螺桿泵只需要少量循環(huán)冷卻水,運行費用低。而對于水環(huán)泵,由于不斷有溶劑進入水箱內,就需要定期或連續(xù)對水箱換水,以保持泵運行的真空度,需要消耗大量的水,對于水費不斷上漲的情況下,水環(huán)泵的運行費用是較大的,盡管干式螺桿泵的設備價格比水環(huán)泵高,但就長期運行使用來看,其費用更低,更經濟環(huán)保。
(5)對于化工生產的安全和產品質量來看,干式螺桿真空泵也有其優(yōu)點。我們使用的真空體系中往往有許多物料要與水發(fā)生反應,甚至產生分解爆炸的危險,水環(huán)泵存在突然停泵時,水倒吸回真空系統(tǒng)的風險,容易產生安全風險,或對產品質量產生污染;而干式螺桿泵無水無油,即使倒吸也不會產生危險或污染,對安全和質量保障更為有利。
(6)防腐蝕性能。干式螺桿真空泵過流部件可采用鍍鎳處理,能耐受大部分有機酸氣和無機酸氣的腐蝕,在抽取甲苯含鹽酸氣的蒸餾體系中已成功運用。而水環(huán)泵由于不便進行防腐處理,一般不能使用于酸性體系。
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