罗茨真空泵整机工作原理详解

　　罗茨真空泵是一种容积式机械真空泵，其核心工作原理基于两个“8”字形转子在泵腔内同步反向旋转，通过周期性改变腔室容积实现气体输送与压缩，从而在系统中建立并维持所需真空度。

　　具体而言，罗茨泵内部包含一对经精密加工的转子，安装在平行轴上，由同步齿轮驱动保持0.1–0.3 mm的微小间隙，彼此不接触亦不与泵壳摩擦。当电机带动转子旋转时，进气口处的气体被吸入转子与泵壳形成的封闭腔室。随着转子继续转动，该腔室体积逐渐减小，气体被推向排气口。由于罗茨泵本身不具备压缩比(通常仅为1.5:1至2:1)，因此必须与前级泵(如旋片泵或干式螺杆泵)串联使用，由前级泵先将系统抽至罗茨泵可启动的入口压力(一般为10–50 mbar)，再由罗茨泵进行大流量抽气。

　　根据《真空科学与技术》期刊2022年刊载的研究数据，典型罗茨泵在入口压力10 mbar时，抽速可达名义值的90%以上;当入口压力升至100 mbar时，抽速下降至约60%。这表明其最佳工作区间位于中低真空范围(1–100 mbar)，在此区间内可实现高达100–20,000 m³/h的抽速，远超同功率旋片泵。

　　罗茨泵的结构设计决定了其具有低振动、低噪音和高可靠性的特点。由于转子无金属接触，无需润滑，避免了油污染风险，特别适用于洁净工艺。同时，其启动迅速，可在数秒内达到额定抽速，适合需要频繁启停的间歇式生产流程。

　　在热管理方面，现代罗茨泵常配备冷却夹套或风冷系统。实验表明，在连续运行状态下，若泵体温升超过80°C，可能导致转子热膨胀卡死。因此，多数工业级机型内置温度传感器，当壳体温度达75°C时自动降频或报警。

　　此外，罗茨泵的极限真空并非由其自身决定，而是取决于前级泵的性能。例如，搭配双级旋片泵(极限真空0.1 mbar)时，整套系统的极限真空通常为0.5–1 mbar;若搭配干式螺杆泵(极限真空0.01 mbar)，则系统极限可优于0.1 mbar。

　　综上，罗茨真空泵通过独特的无接触转子结构与高效气体传输机制，在中低真空段实现了高抽速与低维护的平衡，成为现代工业真空系统不可或缺的核心组件。