پمپ‌های روتس از پرکاربرد‌ترین پمپ‌های خشک هستند که در تجهیزاتی با محدوده فشار متوسط، بالا و خیلی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع پمپ‌ها اولین بار در سال 1848 میلادی توسط ایسایا دیویس(Isaiah Davies) اختراع شد.

پمپ روتس شامل دو لوب هشتی شکل چرخان کاملا یکسان است که در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخند.  نحوه چرخش این لوب ها و موقعیت قرارگیری آنها نسبت به هم، به گونه‌ای است که امکان انتقال مقادیر قابل توجهی از سیال را از ورودی به خروجی فراهم می‌کند. در شکل 1 نحوه انتقال سیال در پمپ روتس نشان داده شده است.

شکل 1- نحوه انتقال سیال در پمپ روتس

این لوب‌ها با سرعت بالا چرخیده (1500 تا 4000 دور بر دقیقه) اما به هیچ وجه نباید با یکدیگر و با بدنه پمپ برخورد داشته باشد. فاصله لوب ها با یکدیگر و لوب‌ها با بدنه پمپ در کمترین محل، در حدود 0/1 میلیمتر است.  با توجه به اینکه در ساختار این پمپ دو لوب یکسان در جهت مخالف بدون اصطکاک با یکدیگرمی‌چرخند، علاوه بر اینکه امکان چرخش لوب‌ها با سرعت بالا وجود دارد، پمپ دارای لرزش و صدای بسیار پایینی است.

از آنجاییکه همواره یک فاصله کم بین لوب‌ها و بدنه وجود دارد، میزان کارآیی(فشرده سازی) این پمپ نسبت به پمپ‌های روتاری روغنی پایین‌تر است اما با توجه به سرعت چرخش بالا، سرعت تخلیه در این پمپ‌ها بسیار بالا است.  معمولا میزان فشرده‌سازی حدود 10 برابر است و به همین دلیل فشار در حدود یک دهم کاهش می‌یابد.(البته این میزان بسته به طراحی پمپ و محدوده فشار متغیر می‌باشد)

پمپ‌های روتس معمولا در فشار اتمسفری کار نمی‌کنند و نیاز به پمپ پشتیبان دارند. پمپ پشتیبان می‌تواند پمپ‌ روتاری، اسکرو و یا حتی رینگ آبی باشد. ترکیب پمپ روتس با این پمپ‌ها، علاوه بر افزایش سرعت تخلیه، فشار را تا محدوده پایین‌تری می‌رساند.

میزان فشار نهایی که با پمپ روتس قابل دسترسی است بسته به میزان فشار پمپ پشتیبان آن است اما با توجه به ویژگی‌های پمپ‌های روتس، در فشارهای پایین‌تر از 10e-4 میلی بار نمی‌توان از پمپ روتس استفاده نمود.

درصورتی که پمپ ‌های روتس در فشار بالا کار کنند لوب‌ها ممکن است تحت فشار بالا قرار گرفته و یا بیش‌از حد داغ شوند و باعث گیر کردن آنها در یکدیگر شوند. برخی از پمپ‌های روتس امکان کار در فشار اتمسفر را دارا هستند. در این پمپ‌ها از یک شیر فشارشکن استفاده می‌شود تا درصورت فشار بالا در حین تخلیه، بخشی از گاز از این مسیر خارج شده و مانع از فشار بیش از حد به لوبها شود. (شماره 1 در شکل 2)

شکل 2- شیر فشارشکن در پمپ روتس

برخی دیگر از پمپ‌های روتس دارای چند مرحله هستند (Multi-stage roots) که بر روی یک شفت می‌چرخند. این پمپ‌ها نیز امکان تخلیه از فشار اتمسفر را دارند.(شکل 4)

شکل 4- ساختمان یک پمپ روتس چندمرحله‌ای

پمپ‌های روتس دارای دو محفظه گیربکس هستند که یکی به موتور الکتریکی متصل بوده و دیگری در انتهای پمپ قرار می‌گیرد. انتقال قدرت بین دو لوب از طریق چرخدنده انجام می‌گیرد. محفظه گیربکس معمولا با روغن خلأ پر می‌شود.

شکل 5- گیربکس‌ها در پمپ روتس

محفظه گیربکسی که به موتور الکتریکی متصل است یا از طریق کاسه نمد آب‌بند شده و یا ممکن است از کوپلینگ‌های مغناطیسی(Canned Motor) استفاده می‌شود. انواع دیگری از کوپلینگ که در پمپ‌های روتس استفاده می‌شود، کوپلینگ هیدروکینتیک(Hydrokinetic) است. در پمپ‌هایی با این نوع کوپلینگ نیز نیازی به استفاده از شیر فشارشکن و یا سوئیج فشار حفاظتی نیست زیرا در صورت ورود حجم زیاد گاز در ورودی، سرعت چرخش خودبخود کاهش می‌یابد.

جهت تخلیه گازهای خورنده معمولا از پمپ‌های روتس مخصوصی استفاده می‌شوند. جنس سطوح لوبها و بخش داخلی بدنه در این پمپ‌ها مقاوم به خوردگی است.

روغن مورد استفاده در گیربکس پمپ‌های روتس همان روغن مناسب در پمپ‌های روتاری روغنی است.

برخی از پمپ‌های روتس دارای سیستم آبگرد هستند. در استفاده از این پمپ‌ها، دمای آب و میزان دبی مورد نیاز آن دارای اهمیت است.

جهت افزایش ضریب ایمنی در پمپ‌های روتس می‌توان از یک سوئیچ فشار بر روی دهانه ورودی پمپ استفاده نمود تا در صورت افزایش فشار در دهانه ورودی، سیستم اتوماسیون پمپ روتس را خاموش کرده و مانع از آسیب دیدن آن شود.

جهت انتخاب پمپ پشتیبان مناسب برای پمپ روتس، معمولا از پمپ‌های روتاری، اسکرو و یا حتی پمپ رینگ آبی استفاده می‌شود. ترکیب این پمپ‌ها خود ممکن است به عنوان پمپ پشتیبان پمپ دیفیوژن استفاده شود.

بمنظور دستیابی به فشارهای پایین‌تر، می‌توان از چند پمپ روتس بصورت سری استفاده نمود. توجه شود که لازم است تا میزان سرعت تخلیه حجمی در همه پمپ‌ها برابر باشد. بدین منظور توصیه می‌شود این مقاله را مطالعه نمایید. در شکل 5 نحوه قرارگیری یک پمپ روتاری و دو پمپ روتس بصورت سری نشان داده شده است.

شکل 5- نحوه قرارگیری یک عدد پمپ روتاری و دو عدد پمپ روتس بصورت سری

در انتخاب پمپ پشتیبان مناسب پمپ روتس، بهتر است به پیشنهاد سازنده و مطابق دفترچه راهنما عمل کنیم. در غیر اینصورت برای آنکه به بالاترین سرعت تخلیه برسیم، پیشنهاد می‌شود سرعت تخلیه پمپ روتس بین 5 تا 10 برابر پمپ پشتیبان باشد.  علاوه برآن لازم است به سرعت تخلیه پمپ‌ها در محدوده های فشاری مختلف نیز توجه شود.

شرکت پایاصنعت خلأ، ارائه دهنده خدمات تخصصی در زمینه انواع پمپ‌های خلأ. جهت مشاوره و یا سفارش انواع پمپ خلأ، با ما تماس بگیرید.