多級羅茨泵和濕式羅茨泵的噪聲機(jī)理與消聲原理

        多級羅茨泵是氣冷式羅茨泵的多級組合,可以直排大氣,但因每級壓差相對較小,不需再用氣體去冷卻轉(zhuǎn)子;濕式羅茨泵也屬直排大氣的泵,它的特點(diǎn)是在泵腔內(nèi)注入少量水,一方面起冷卻作用,更重要的是起水封作用,提高了泵的容積效率,因此被稱為濕式羅茨泵。

多級羅茨泵

         在半導(dǎo)體、電子工業(yè)為代表的制造工藝中,迫切要求無污染的真空度較高的清潔真空,氣冷式羅茨泵正好滿足這個(gè)要求。但單級氣冷式羅茨泵真空度太低,必須多級串聯(lián)組成多級羅茨泵。多級羅茨泵的噪聲機(jī)理與氣冷式羅茨泵相似,但由于級數(shù)較多,一般為五級。每一級承受的壓差就小一些,發(fā)熱量也就少多了,再說多級羅茨泵抽速都不大,所以沒有必要再設(shè)置返冷氣裝置,因此多級羅茨泵只是使用了氣冷式羅茨泵的轉(zhuǎn)子型線。多級羅茨泵的工作特點(diǎn)也是極限壓力下噪聲最大,雖然一般多級羅茨泵的抽速都不大,但由于“聲波堆集”作用,泵的噪聲仍然較大,例如30L/s的多級羅茨泵噪聲達(dá)108dB(A),而且在所有頻率范圍內(nèi)都有較高的峰值。我們采用了縫隙式復(fù)合消聲器,使噪聲降低到65dB(A) ,具體消聲前后噪聲頻譜圖見圖6。

圖6　30L/s多級羅茨泵噪聲頻譜圖

濕式羅茨泵的噪聲機(jī)理與消聲原理

        濕式羅茨泵也屬直排大氣羅茨泵,它的噪聲機(jī)理也與氣冷式羅茨泵相似,但因?yàn)樵诒萌肟趽饺肷倭克?故有一部分聲能被水吸收,因?yàn)橛?ldquo;聲波堆集”作用,故噪聲仍然很大。為了提高抽速和真空度,可以將兩臺濕式羅茨泵串聯(lián),不但可以降低功率消耗,噪聲也會(huì)有所降低。它工作特點(diǎn)也是在極限壓力下噪聲最大,并以中、低頻為主。由于濕式羅茨泵排出的氣體中含有少量的水,所以一般消聲器都無法使用。根據(jù)這種特殊情況,我們設(shè)計(jì)了消聲型氣水分離器,如圖7所示。

圖7　消聲型氣水分離器

        它的消聲原理是:氣體(帶少量水)從圓周方向進(jìn)入消聲型氣水分離器后帶動(dòng)分離器底部的水一起旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)中水與氣發(fā)生劇烈碰撞,進(jìn)行能量交換和氣、水分離,一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能由水帶走,在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)向上并與擋板撞擊過程中聲能進(jìn)一步損失并轉(zhuǎn)化為熱能,氣水也進(jìn)一步分離,從而達(dá)到了消聲和氣、水分離的目的。這里很重要的是分離器底部的水量,過少起不了消聲作用,過多會(huì)影響氣、水分離效果,因此在分離器下部設(shè)有較大的觀察窗。