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真空泵應(yīng)用情況


真空泵應(yīng)用情況

液環(huán)泵

  雖然液環(huán)泵屬于粗真空泵,但在中國的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域仍然有著很大的市場。在國外,液環(huán)泵的銷售額占全部真空泵市場的14%,僅次于干泵,由于液環(huán)泵大部分是鑄件,加工要求也不高,屬勞動密集型產(chǎn)品,所以國產(chǎn)液環(huán)泵在價格上有競爭優(yōu)勢,關(guān)鍵是要改進設(shè)計,縮小體積,減輕重量,提高效率,降低能耗。

滑閥泵

  由于滑閥泵比較耐用、可靠,國內(nèi)外各種真空爐、鍍膜機以及干燥、浸漬等設(shè)備都是用滑閥泵作為前級泵,但是滑閥泵鑄件重,加工工作量較大,所以國外各真空廠都在中國尋找合作伙伴。為了使國產(chǎn)滑閥泵能夠進入國際市場,必須進一步降低泵的振動噪聲,杜絕噴油和漏油,提高滑閥泵長期運行的可靠性。

直聯(lián)旋片泵  

  隨著真空技術(shù)在各個應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大,直聯(lián)旋片泵的需求量越來越大。由于這種泵數(shù)量很多,加工裝配工作量很大,價格又很低,所以有的國外真空廠商在中國建立專業(yè)廠。國產(chǎn)中小型直聯(lián)旋片泵在技術(shù)上已經(jīng)過關(guān),價格又遠比國外的泵便宜,所以國產(chǎn)泵仍然有競爭優(yōu)勢,關(guān)鍵是要解決軸封漏油以及旋片材料和真空泵油的性能質(zhì)量問題,確保直聯(lián)泵在高速、高溫下性能穩(wěn)定和運行可靠,同時還要進一步提高國產(chǎn)直聯(lián)旋片泵抽除水蒸氣的能力。

羅茨泵

  從國外羅茨泵生產(chǎn)情況來看,國外幾家大公司,如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC,他們各家羅茨泵的銷售額占全球羅茨泵銷售額的比例都沒超過5%,這5家總計才20%,羅茨泵產(chǎn)量不大,但國外羅茨泵的價格遠比國產(chǎn)泵要高得多。國內(nèi)外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統(tǒng),為了縮短抽氣時間、提高生產(chǎn)效率都配有羅茨泵,所以國產(chǎn)羅茨泵一定要在占領(lǐng)國內(nèi)市場基礎(chǔ)上設(shè)法進入國際市場另外,還要考慮到有些國家和地區(qū)的電源頻率為60Hz,更要確保羅茨泵在提高轉(zhuǎn)速的情況下長期運行的可靠性。
國內(nèi)氣冷式直排大氣羅茨泵進展很快,技術(shù)上已經(jīng)成熟。由于這種泵在排氣口的下面裝有氣體冷卻器,其中一部分被冷卻的氣體通過管道返回泵腔以冷卻轉(zhuǎn)子,從而使壓縮熱得到平衡,所以這種泵可以直排大氣。為了滿足不同極限真空度的要求,這種泵可以串聯(lián)使用,一般前面加一臺氣冷式直排大氣羅茨泵,所達到的極限真空要比前級泵高一個數(shù)量級。這種泵由于在泵腔內(nèi)沒有工作介質(zhì),實際上也是屬于干泵。這種氣冷式直排大氣羅茨泵及機組已經(jīng)在石油、化工、塑料、農(nóng)藥、汽輪機轉(zhuǎn)子動平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長期運行的考驗,所以應(yīng)該在國內(nèi)大力推廣和應(yīng)用。

分子泵

  分子泵在國外半導體領(lǐng)域里的許多工藝場合是用來代替低溫泵,尤其是濺射、刻蝕和LCVD等裝置都采用復合分子泵和牽引泵作為主泵。
由于分子泵對水蒸氣的抽速僅為同口徑低溫泵抽速的四分之一,所以分子泵的排氣時間比低溫泵長。為了提高抽速,國外在分子泵的入口側(cè)裝一個-130℃~-150℃的低溫冷板,稱之為低溫分子泵,水蒸氣被低溫板捕獲,其他氣體則由分子泵抽走。這種低溫分子泵在真空鍍膜裝置上應(yīng)用,既提高了生產(chǎn)效率又改善了膜層質(zhì)量。隨著中國半導體工業(yè)、薄膜產(chǎn)業(yè)和科學研究事業(yè)迅速發(fā)展,分子泵應(yīng)該是中國真空泵制造業(yè)發(fā)展的重點。首先,分子泵要從小到大建立完整系列,以滿足不同場合的需要。

干泵

  國外干泵市場的不斷增長,其主要驅(qū)動來自于半導體行業(yè)、化學工業(yè)、薄膜產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。在日本,半導體行業(yè)已全部用干式真空泵代替油封式機械泵,歐美半導體行業(yè)45%以上用干式真空泵代替了油封式機械泵,大大提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。為了滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域和不同工況的要求,國外有多級羅茨真空泵、多級爪式真空泵、螺桿式真空泵、渦旋式真空泵、往復式活塞真空泵以及渦輪式無油真空泵等。極限壓力從10Pa~10-2Pa,抽速從20m3/h~500m3/h。

水環(huán)泵

  水環(huán)真空泵(簡稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa,串聯(lián)大氣噴射器可達270~670Pa。水環(huán)泵也可用作壓縮機,稱為水環(huán)式壓縮機,是屬于低壓的壓縮機,其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力。
水環(huán)泵最初用作自吸水泵,而后逐漸用于石油、化工、機械、礦山、輕工、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環(huán)泵得到廣泛的應(yīng)用。由于真空應(yīng)用技術(shù)的飛躍發(fā)展,水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環(huán)泵應(yīng)用日益增多。
如圖:在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時,水環(huán)的上部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入 深度)。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部0°為起點,那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時,氣體便被排出泵外。

綜上所述,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?nèi)菔秸婵毡谩?/span>


水環(huán)泵和其它類型的機械真空泵相比有如下優(yōu)點
結(jié)構(gòu)簡單,制造精度要求不高,容易加工。
結(jié)構(gòu)緊湊,泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高,一般可與電動機直聯(lián),無須減速裝置。故用小的結(jié)構(gòu)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(nèi)沒有金屬磨擦表面,無須對泵內(nèi)進行潤滑,而且磨損很小。轉(zhuǎn)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。
水環(huán)泵也有其缺點:
效率低,一般在30%左右,較好的可達50%。
真空度低,這不僅是因為受到結(jié)構(gòu)上的限制,更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液,極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液,可達130Pa。
總之,由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面,故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點,盡管它效率低,仍然得到了廣泛的應(yīng)用。
 

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