什么是干式真空泵？

　　無(wú)油干式機(jī)械真空泵（又簡(jiǎn)稱(chēng)干式機(jī)械泵）是指泵能從大氣壓力下開(kāi)始抽氣，又能將被抽氣體直接排到大氣中去，泵腔內(nèi)無(wú)油或其他工作介質(zhì)，而且泵的極限壓力與油封式真空泵同等量級(jí)或者接近的機(jī)械真空泵。

　　干式真空泵

　　一、產(chǎn)品介紹

　　2013年止，真空行業(yè)使用的大多數(shù)機(jī)械真空泵都是用油、水或其它聚合物等流體充當(dāng)泵的工作介質(zhì)，在泵內(nèi)起冷卻、密封、潤(rùn)滑等多種作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及真空應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，原有的機(jī)械真空泵及其組成的抽氣系統(tǒng)出現(xiàn)了兩個(gè)急需解決問(wèn)題：一是泵的工作介質(zhì)返流污染被抽容器，而這種返流在許多情況下影響產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量，增加設(shè)備的維護(hù)成本。其次，由于某些工藝過(guò)程中的反應(yīng)物質(zhì)使真空泵內(nèi)的介質(zhì)嚴(yán)重變質(zhì)，使泵不能正常工作。

　　對(duì)于普通的無(wú)油真空系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雖然可用油封式真空泵加上冷阱或吸附阱之類(lèi)附件來(lái)防止返流，但不能徹底解決問(wèn)題，而且使系統(tǒng)顯得復(fù)雜。而使用適當(dāng)型式的干式機(jī)械真空泵，則可以達(dá)到理想的使用效果。

　　二、應(yīng)用

　　干式機(jī)械真空泵的應(yīng)用是廣泛的，主要有以下幾個(gè)方面：

　　1）低壓化學(xué)氣相沉積中的多晶硅制備工藝中；

　　2）半導(dǎo)體刻蝕工藝。在這些生產(chǎn)工藝中往往用到或生成腐蝕性氣體和研磨微粒；

　　3）除半導(dǎo)體工藝外的某些產(chǎn)生微粒的工藝，不希望微?；烊氡糜椭?，而希望微粒排出泵外，則用一定型式的干式機(jī)械真空泵可以滿足要求；

　　4）在化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)中的蒸餾、干燥、脫泡、包裝等，要防止有機(jī)溶劑造成污染，適合用干式真空泵；

　　5）用做一般無(wú)油清潔真空系統(tǒng)的前級(jí)泵，以防止油污染。

　　三、分類(lèi)

　　干式真空泵主要有下列幾種形式：

　　雙圓裂片式

　　雙圓裂片式設(shè)計(jì)和目前最流行和廣泛應(yīng)用的羅茨泵非常相似。事實(shí)上，一些最早期的干泵設(shè)計(jì)思想就是將羅茨泵疊加起來(lái)。這種多級(jí)設(shè)計(jì)使得氣體通路相當(dāng)復(fù)雜，并且每一級(jí)都需要較大流量的氮?dú)馄鸬较♂尯透綦x作用。同時(shí)，為了達(dá)到好的真空度，對(duì)各級(jí)的間隙有非常嚴(yán)格的要求。當(dāng)然，這種設(shè)計(jì)由于增加了內(nèi)部的壓縮比而使得其耗電量相對(duì)較低。

　　三葉圓裂片式

　　三葉圓裂片式設(shè)計(jì)和雙圓裂片式設(shè)計(jì)的原理完全相同，只是在旋轉(zhuǎn)一圈中將氣體分為三份而不是像雙圓裂片式分為兩份。這兩種設(shè)計(jì)有著相同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步降低耗電量，在傳動(dòng)部分有的廠家選用兩個(gè)直流馬達(dá)，但這也會(huì)導(dǎo)致扭矩減小，重新啟動(dòng)的能力—下降。同雙圓裂片式設(shè)計(jì)一樣，三葉圓裂片式設(shè)計(jì)的每一級(jí)都需要較大流量的氮?dú)鈦?lái)起到稀釋和隔離作用。

　　組合式(羅茨+爪)

　　組合式(羅茨+爪)設(shè)計(jì)用羅茨來(lái)提高在較低壓力下的抽氣效率，用爪來(lái)提高在較高壓力下的抽氣效率。它的基本原理和氣體通路同前面介紹的圓裂片式設(shè)計(jì)完全相同。也有些廠家將其最后一級(jí)改為星型設(shè)計(jì)，這樣可以在旋轉(zhuǎn)一圈中將氣體分為五份，就像三圓裂片式設(shè)計(jì)可以將其分為三份。同樣，在很多工藝中，組合式設(shè)計(jì)的每一級(jí)都需要較大流量的氮?dú)鈦?lái)起到稀釋和隔離作用。

　　外部壓縮型螺桿式

　　在外部壓縮型螺桿式設(shè)計(jì)中，使用一對(duì)等距螺桿。這使得內(nèi)部壓縮減到最小，同時(shí)使得氣體通路最短也最簡(jiǎn)單。這樣，氣體在泵體內(nèi)停留的時(shí)間也最短。雖然這種設(shè)計(jì)由于減少了內(nèi)部的壓縮比而使得其耗電量相對(duì)較高，但在很多復(fù)雜的半導(dǎo)體工藝中表現(xiàn)出極高的穩(wěn)定性。這種單級(jí)設(shè)計(jì)使得其對(duì)氮?dú)庥昧康囊笠卜浅Ｐ《液?jiǎn)單，這樣就使得其在不同工藝中有很好的互換性。在很多清潔的工藝中甚至可以不用氮?dú)狻?/p>

　　內(nèi)部壓縮型螺桿式

　　除了使用一對(duì)非等距螺桿以外，內(nèi)部壓縮型螺桿式設(shè)計(jì)和外部壓縮型螺桿式設(shè)計(jì)的基本原理非常相似。螺桿間容積的不斷減小使得其內(nèi)部產(chǎn)生壓縮。這種設(shè)計(jì)由于產(chǎn)生內(nèi)部壓縮而使得其耗電量降低到同多級(jí)泵相當(dāng)?shù)乃?。但在很多工藝中，這種內(nèi)部壓縮同多級(jí)泵一樣，極易造成氣體在泵體內(nèi)的物理化學(xué)變化而產(chǎn)生固化或液化。

　　四、工作原理

　　1） 干式螺桿真空泵

　　干式螺桿真空泵，是利用一對(duì)螺桿，在泵殼中作同步高速反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備，兩螺桿經(jīng)精細(xì)動(dòng)平衡校正，由軸承支撐，安裝在泵殼中，螺桿與螺桿之間都有一定的間隙，因此泵工作時(shí)，相互之間無(wú)磨擦，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，工作腔無(wú)需潤(rùn)滑油，因此，干式螺桿泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉塵的氣體場(chǎng)合，極限真空更高，消耗功率更低，具有節(jié)能，免維修等優(yōu)點(diǎn)。它是油封式/水環(huán)式/噴射式真空泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

　　2） 無(wú)油往復(fù)真空泵

　　靠活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)使泵腔（氣缸）的工作容積周期性地變化來(lái)抽氣的真空泵，又稱(chēng)活塞真空泵。往復(fù)真空泵的結(jié)構(gòu)與往復(fù)活塞壓縮機(jī)相似。工作時(shí)，吸氣管接被抽真空容器，排氣管直通大氣。往復(fù)真空泵可用于真空蒸餾、真空濃縮、真空結(jié)晶、真空過(guò)濾、真空干燥和混凝土真空作業(yè)等。

　　3） 爪式真空泵

　　爪式真空泵由多級(jí)轉(zhuǎn)子構(gòu)成，其中每級(jí)都有2個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)成，兩個(gè)轉(zhuǎn)子反方向旋轉(zhuǎn)，吸氣口與泵腔接通，泵腔容積變大而吸氣，當(dāng)轉(zhuǎn)子關(guān)閉吸氣口時(shí)吸氣結(jié)束，以后泵腔變小而壓縮氣體，當(dāng)排氣口打開(kāi)后泵腔排氣，排氣口關(guān)閉時(shí)則排氣完畢，如此循環(huán)工作。

　　4） 無(wú)油渦旋真空泵

　　渦旋無(wú)油真空泵的渦旋盤(pán)就是一個(gè)一端與一個(gè)平面相接的一個(gè)或幾個(gè)漸開(kāi)線螺旋形成一個(gè)渦旋型盤(pán)狀結(jié)構(gòu)。一個(gè)靜渦旋盤(pán)與一個(gè)動(dòng)渦旋盤(pán)組成的一對(duì)渦旋盤(pán)付構(gòu)成了渦旋無(wú)油真空的基本抽氣機(jī)構(gòu)。例如在雙級(jí)渦旋無(wú)油真空泵中，有兩個(gè)方向?qū)?yīng)的固定渦旋盤(pán)，一個(gè)位于兩個(gè)渦旋盤(pán)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)渦旋盤(pán)。動(dòng)、靜渦旋盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成容積不斷變化的新月形真空腔使氣從抽氣口吸入、排氣口排出、完成排氣循環(huán)。

　　五、性能比較

　　1）真空度：干式螺桿真空泵、爪式真空泵、無(wú)油渦旋真空泵極限真空度都很高，最高極限真空均可達(dá)到1-2Pa；無(wú)油往復(fù)真空泵為粗真空設(shè)備，極限真空度低，需要搭配羅茨真空泵提高極限真空。

　　2) 抽氣量：無(wú)油渦旋真空泵由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)問(wèn)題，抽氣量較小，只適用于小抽氣量的工藝中；干式螺桿真空泵型號(hào)齊全，可適用大抽氣量工藝中，配合羅茨真空泵可以滿足不同客戶(hù)的需求。

　　3）穩(wěn)定性：干式螺桿真空泵性能穩(wěn)定，噪音低，故障率低；無(wú)油往復(fù)真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噪音較高，需要經(jīng)常更換滑片。爪式真空泵由于裝配復(fù)雜，轉(zhuǎn)子與軸不為一體，出現(xiàn)故障需全部重新拆解裝配，反復(fù)裝配從而降低產(chǎn)品性能及穩(wěn)定性。

　　4）特殊處理：由于化工、制藥等相關(guān)工藝氣中會(huì)不同程度含有易燃、易爆以及腐蝕性氣體，所以干式真空泵需要特殊處理。干式螺桿真空泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兩根轉(zhuǎn)子、泵腔均可做防腐處理，可選用鎳磷涂層和特氟龍兩種涂層。爪式真空泵很難做防腐處理，各級(jí)隔板之間幾乎無(wú)法做表面處理，轉(zhuǎn)子表面的防腐涂層也容易在裝配時(shí)損傷。無(wú)油渦旋真空泵只適合抽潔凈的氣體，不能抽取易燃、易爆及具有腐蝕性的氣體。

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