無油干式�(jī)械真空泵(又簡稱干式機(jī)械泵)是指泵能從大氣壓力下開始抽氣,又能將被抽氣體直接排到大氣中去,泵腔內(nèi)無油或其他工作介�(zhì),而且泵的極限壓力與油封式真空泵同等量級或者接近的�(jī)械真空泵�
�(chǎn)品介�
2013年止,真空行�(yè)使用的大多數(shù)�(jī)械真空泵都是用油、水或其它聚合物等流體充�(dāng)泵的工作介質(zhì),在泵內(nèi)起冷�、密�、潤滑等多種作用。隨著科�(xué)技�(shù)的發(fā)展以及真空應(yīng)用領(lǐng)域的�(kuò)大,原有的機(jī)械真空泵及其組成的抽氣系�(tǒng)出現(xiàn)了兩個急需解決問題:一是泵的工作介�(zhì)返流污染被抽容器,而這種返流在許多情況下影響�(chǎn)品的�(zhì)�、數(shù)�,增加設(shè)備的維護(hù)成本。其�,由于某些工藝過程中的反�(yīng)物質(zhì)使真空泵�(nèi)的介�(zhì)�(yán)重變�(zhì),使泵不能正常工��
對于普通的無油真空系統(tǒng)來說,雖然可用油封式真空泵加上冷阱或吸附阱之類附件來防止返流,但不能徹底解決問題,而且使系�(tǒng)顯得�(fù)�。而使用適�(dāng)型式的干式機(jī)械真空泵,則可以�(dá)到理想的使用效果�
�(yīng)�
干式�(jī)械真空泵的應(yīng)用是廣泛�,主要有以下幾個方�:
1)低壓化學(xué)氣相沉積中的多晶硅制備工藝中;
2)半導(dǎo)�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�(dǎo)體工藝外的某些產(chǎn)生微粒的工藝,不希望微粒混入泵油�,而希望微粒排出泵�,則用一定型式的干式�(jī)械真空泵可以滿足要求;
4)在化�(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工�(yè)、食品工�(yè)中的蒸餾、干�、脫�、包裝等,要防止有機(jī)溶劑造成污染,適合用干式真空�;
5)用做一般無油清潔真空系�(tǒng)的前級泵,以防止油污��
分類
干式真空泵主要有下列幾種形式:
雙圓裂片�
雙圓裂片式設(shè)計和目前最流行和廣泛應(yīng)用的羅茨泵非常相似。事實上,一些最早期的干泵設(shè)計思想就是將羅茨泵疊加起來。這種多級�(shè)計使得氣體通路相當(dāng)�(fù)雜,并且每一級都需要較大流量的�?dú)馄鸬较♂尯透綦x作用。同�,為了達(dá)到好的真空度,對各級的間隙有非常�(yán)格的要求。當(dāng)�,這種�(shè)計由于增加了�(nèi)部的壓縮比而使得其耗電量相對較��
三葉圓裂片式
三葉圓裂片式�(shè)計和雙圓裂片式設(shè)計的原理完全相同,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)計有著相同的�(yōu)�(diǎn)和缺�(diǎn)。為了�(jìn)一步降低耗電�,在傳動部分有的廠家選用兩個直流馬�(dá),但這也會導(dǎo)致扭矩減�,重新啟動的能力-下降。同雙圓裂片式設(shè)計一樣,三葉圓裂片式�(shè)計的每一級都需要較大流量的�?dú)鈦砥鸬较♂尯透綦x作用�
組合�(羅茨+�)
組合�(羅茨+�)�(shè)計用羅茨來提高在較低壓力下的抽氣效率,用爪來提高在較高壓力下的抽氣效�。它的基本原理和氣體通路同前面介紹的圓裂片式�(shè)計完全相�。也有些廠家將其最后一級改為星型設(shè)�,這樣可以在旋�(zhuǎn)一圈中將氣體分為五�,就像三圓裂片式�(shè)計可以將其分為三�。同�,在很多工藝中,組合式設(shè)計的每一級都需要較大流量的�?dú)鈦砥鸬较♂尯透綦x作用�
外部壓縮型螺桿式
在外部壓縮型螺桿式設(shè)計中,使用一對等距螺�。這使得內(nèi)部壓縮減到最小,同時使得氣體通路最短也最簡單。這樣,氣體在泵體�(nèi)停留的時間也最�。雖然這種�(shè)計由于減少了�(nèi)部的壓縮比而使得其耗電量相對較高,但在很多�(fù)雜的半導(dǎo)體工藝中表現(xiàn)出極高的�(wěn)定�。這種單級�(shè)計使得其對氮?dú)庥昧康囊笠卜浅P《液唵危@樣就使得其在不同工藝中有很好的互換�。在很多清潔的工藝中甚至可以不用�?dú)�?/p>
�(nèi)部壓縮型螺桿�
除了使用一對非等距螺桿以外,內(nèi)部壓縮型螺桿式設(shè)計和外部壓縮型螺桿式�(shè)計的基本原理非常相似。螺桿間容積的不斷減小使得其�(nèi)部產(chǎn)生壓�。這種�(shè)計由于產(chǎn)生內(nèi)部壓縮而使得其耗電量降低到同多級泵相當(dāng)?shù)乃?。但在很多工藝中,這種�(nèi)部壓縮同多級泵一樣,極易造成氣體在泵體內(nèi)的物理化�(xué)變化而產(chǎn)生固化或液化�
工作原理
1) 干式螺桿真空�
干式螺桿真空�,是利用一對螺桿,在泵殼中作同步高速反向旋�(zhuǎn)而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣�(shè)�,兩螺桿�(jīng)精細(xì)動平衡校�,由軸承支撐,安裝在泵殼�,螺桿與螺桿之間都有一定的間隙,因此泵工作�,相互之間無磨擦,運(yùn)�(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低,工作腔無需潤滑�,因�,干式螺桿泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉塵的氣體場合,極限真空更高,消耗功率更�,具有節(jié)能,免維修等�(yōu)�(diǎn)。它是油封式/水環(huán)�/噴射式真空泵的更�?lián)Q代產(chǎn)��
2) 無油往�(fù)真空�
靠活塞往�(fù)�(yùn)動使泵腔(氣缸)的工作容積周期性地變化來抽氣的真空�,又稱活塞真空泵。往�(fù)真空泵的�(jié)�(gòu)與往�(fù)活塞壓縮�(jī)相似。工作時,吸氣管接被抽真空容器,排氣管直通大�。往�(fù)真空泵可用于真空蒸餾、真空濃�、真空結(jié)�、真空過�、真空干燥和混凝土真空作�(yè)��
3) 爪式真空�
爪式真空泵由多級�(zhuǎn)子構(gòu)�,其中每級都�2個轉(zhuǎn)子構(gòu)成,兩個轉(zhuǎn)子反方向旋轉(zhuǎn),吸氣口與泵腔接�,泵腔容積變大而吸氣,�(dāng)�(zhuǎn)子關(guān)閉吸氣口時吸氣結(jié)�,以后泵腔變小而壓縮氣�,當(dāng)排氣口打開后泵腔排氣,排氣口�(guān)閉時則排氣完�,如此循�(huán)工作�
4) 無油渦旋真空�
渦旋無油真空泵的渦旋盤就是一個一端與一個平面相接的一個或幾個漸開線螺旋形成一個渦旋型盤狀�(jié)�(gòu)。一個靜渦旋盤與一個動渦旋盤組成的一對渦旋盤付構(gòu)成了渦旋無油真空的基本抽氣機(jī)�(gòu)。例如在雙級渦旋無油真空泵中,有兩個方�?qū)�?yīng)的固定渦旋盤,一個位于兩個渦旋盤之間的轉(zhuǎn)動渦旋盤。動、靜渦旋盤相對運(yùn)動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�(huán)�
性能比較
1)真空�:干式螺桿真空�、爪式真空泵、無油渦旋真空泵極限真空度都很高,最高極限真空均可達(dá)�1-2Pa;無油往�(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�:無油渦旋真空泵由于內(nèi)部結(jié)�(gòu)問題,抽氣量較小,只適用于小抽氣量的工藝�;干式螺桿真空泵型號齊�,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的需��
3)�(wěn)定�:干式螺桿真空泵性能�(wěn)�,噪音低,故障率�;無油往�(fù)真空泵結(jié)�(gòu)簡單,噪音較高,需要經(jīng)常更換滑�。爪式真空泵由于裝配�(fù)雜,�(zhuǎn)子與軸不為一�,出�(xiàn)故障需全部重新拆解裝配,反�(fù)裝配從而降低產(chǎn)品性能及穩(wěn)定��
4)特殊處理:由于化工、制藥等相關(guān)工藝氣中會不同程度含有易�、易爆以及腐蝕性氣�,所以干式真空泵需要特殊處�。干式螺桿真空泵�(nèi)部結(jié)�(gòu)簡單,兩根轉(zhuǎn)�、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�,各級隔板之間幾乎無法做表面處理,轉(zhuǎn)子表面的防腐涂層也容易在裝配時損�。無油渦旋真空泵只適合抽潔凈的氣�,不能抽取易燃、易爆及具有腐蝕性的氣體�