螺旋泵和回转式柱塞泵越来越多地用于挤出机排气。此类干式运转、无接触 真空泵使操作费用大为降低。
过去，挤出机排气采用水环真空泵，或是油封、旋转滑阀真空泵，但水环真空泵应用更 普遍。近些年来，干式运转真空泵越来越多地用于挤出机排气。由于种种原因，有些厂家不 愿意使用工质，干式运转真空泵正好符合他们的要求。工质节省下来了，就使得操作费用显 著降低。
真空系统设计原则
常规的真空系统是建立在周期性设计原理之上的。真空泵的吸入侧装有分离器、截流 阀，压出侧装有工质分离器。对于水环真空泵而言，一个简单的容积分离器就可分离夹带熔 体和其它微粒，就可保护管系和真空泵不受损害。而旋转滑阀真空泵情况就不同，为了分离 冷凝物及其它微粒，真空泵前面可能要设计多级分离器。任何分离器都会积垢、堵塞，都需 要定期清理。分离越复杂，清理费用越高。
从用户的角度来看，水环真空系统较好，因为它设计简单。干式运转真空泵系统原则上 和水环真空泵系统差不多，有所不同的是吸入侧分离器是专用于微粒分离的。此种真空系 统结构简单，过滤器芯子可更换，这就使维护保养工作量降到最低限度。在压出侧，在大体 积消声器
真空泵技术
市场上有多种干式运转真空泵可供选用。由于其维护费用低，所以无接触式真空泵受用 户欢迎。通过变频调速，此类泵在速度控制上有技术优势。早先已采用的真空泵可通过间接 控制的方式与工艺配套。
间接控制包括在有吸入横截面上扼流，通过风口进二次风，或是旁路二次风控制。通常 ，间接控制是由操作工来实施的，而且还要与具体工艺配套，此种调控方式难度大，此外操 作工还必须密切注视吸入压力状况。
而干式运转真空泵调控简单，只要通过变频器简单调控，就可调控到所要求的吸入压力 上。给定方案的值可以储存在挤出机控制系统中。
如果改变方案，则所要求的吸入压力自动保留，不受干扰，如不受原材料中残余水含量 的影响。通过真空泵的速度控制就可自动调节到所要求的压力上。补充惰性气体不会影响吸 入侧分离器的功能。此外，真空系统的能耗与具体吸入压力直接关联。
操作经验表明，真空泵的工作温度过高会产生不利影响。干式运转、无接触真空泵的工 艺排气温度可能会高达200℃以上。从工艺过程中排出的气体有空气、水汽和烟类。由于工 艺条件和挤出机真空度的缘故，烟类可挥发或被其它挥发成份所夹带。通常，排出烟类是单 体、齐分子量聚合物或塑料助剂，在真空泵高温下它们可能会结晶或降解。无论是结晶或是 降解，它们都会沉积在转子上，会堵塞真空泵。此外，工艺过程后面的残留冷凝液，通过环 境温度进一步冷却，它们会粘附在真空泵上，造成真空泵重新启动困难。
综上所述，对真空泵的要求应是性能可靠，工作温度低，结构简单，操作费用低，效率 高，易于清理，重新启动便利。
螺旋真空泵
德国Busch公司进一步开发了用于化学工业的Cobra螺旋真空泵，其结构特点是，两根紧密啮合的螺杆在筒体内反向旋转。早期第一代螺旋真空泵的螺距恒定、无变化，它是通过螺杆端面控制缝隙来进行压缩的。此种结构的缺点是尾部螺棱压缩温度高，根据吸入速度的不同，尾部螺棱的压缩温度可能会高于250℃。鉴于化工和医药工业的防爆要求，欧洲相对应的机加工行业也有限制性法规规定。为此，Busch公司新近开发出了气体温度低的新型螺杆。新螺杆的方案之一是，沿压缩路径，逐步减小螺距，以此方式通过螺杆压缩气体。此外，在压缩区内，通过油冷系统使转子进行充分的内部冷却。以此方式，气体温度可降至150℃以下。该系统技术上较复杂，此种真空泵的购置价格相当高（图2）
螺旋真空泵主要用于要求低吸入压力的工艺条件。与罗茨增压泵结合后，螺旋真空泵可 实现水汽工艺条件下的高真空度（<10mbar）、高吸入量。螺旋真空泵可用溶解性好的液态介质彻底清洗，然后用惰性气体干燥。
回转式柱塞真空泵
另一大类干式运转、无接触真空泵是回转式柱塞真空泵。
Busch公司的Mink回转式柱塞真空泵是内部压缩、罗茨真空泵的变形体。其构造特点是，在筒体内两个活塞反向往复，柱塞上有一个或多个齿，齿伸至筒体内壁。这样，一个柱塞上的单个齿之间形成恒定的容积移动，而柱塞之间形成可变的容积移动。从入口到入口，往复塞之间的移动容积增大，增大的容积又被下一个齿封闭。而后，该容积又被压缩至反向往复活塞的齿间出口并排出。
Mink回转式柱塞真空泵多用于印刷工业，以制造无油、无尘的真空和鼓风。此种泵也用 于各种塑料混配，复合生产的塑料薄膜生产，结果表明，此种泵非常适用于挤出机排气，预 分离器也很合适。与螺旋真空泵比较，回转式柱塞真空泵的终压要高些（一级<100mbar，二 级<20mbar）。两级技术方案的压缩温度，在多数应用情况下被认为是正常的（图3 ）。
应注意的是，在回转式柱塞真空泵的情况下，被抽出的气体越是扩散（如在循环中）， 真空泵堵塞的可能性越大。由于是内部压缩，所以液体输送的可能性受到限制。但是，液体 的相容性还是高于可冷凝的蒸汽组份（从工艺角度预计的）。可用专用设备清洗真空泵，这 样，重新启动、开始生产就方便、可靠。
展望
用于挤出机排气的真空系统，最好应包括有简单可靠的挤出机分离器。
此种挤出机上的分离器可先将未充分混合。未充分熔融的组份分离出挤出机，从而确保 至真空泵的吸入管线不堵塞。真空泵可将其它组份的气体压缩。排入大气。在压出侧，有效 的分离器可分离可冷凝的气体组份，并将其直接排入一个容器，然后运走排放掉。如果工质 不被污染，那么水环式真空泵的维护、保养工作也很少，也较理想。总之，使用工质增加了 工艺废料量及排放量。
干式运转真空泵在很多应用情况下是理想的。来自于熔体的气体和冷凝物被压缩，在压 出侧被分离掉。目前，还没有一个万能的、十全十美的技术方案，但预计不久的将来会达到 这一目标。目前，干式运转、无接触真空泵的实际应用是沿着正确方向的一个技术进步，也 是保护资源的重大进步。
结语
螺旋真空泵和回转式柱塞真空泵用于挤出机排气已有些年了。此类无介质、无接触、效 果好的真空泵可取代已普遍采用的水环式真空泵、旋转滑阀真空泵。通过省去工质，可使全 套生产装置的操作费用降低。省去工质，同时也要求工艺有所变动。无工质真空泵的转速可 通过变频器控制链调控，这就使得挤出机的吸入压力保持恒定，生产条件可以稳定。此类真 空泵在生产过程中无需维护，但生产结束后真空泵须自动、彻底清洗（经自动清洗过程）。
此类真空泵将取代已经采用的其它真空泵。
作者：中国塑料机械网 来源：中国塑料机械网信息中心
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