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真空泵應用情況


真空泵應用情況

液環泵

  雖然液環泵屬于粗真空泵,但在中國的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫藥等領域仍然有著很大的市場。在國外,液環泵的銷售額占全部真空泵市場的14%,僅次于干泵,由于液環泵大部分是鑄件,加工要求也不高,屬勞動密集型產品,所以國產液環泵在價格上有競爭優勢,關鍵是要改進設計,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,國內外各種真空爐、鍍膜機以及干燥、浸漬等設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。

直聯旋片泵  

  隨著真空技術在各個應用領域的不斷擴大,直聯旋片泵的需求量越來越大。由于這種泵數量很多,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廠。國產中小型直聯旋片泵在技術上已經過關,價格又遠比國外的泵便宜,所以國產泵仍然有競爭優勢,關鍵是要解決軸封漏油以及旋片材料和真空泵油的性能質量問題,確保直聯泵在高速、高溫下性能穩定和運行可靠,同時還要進一步提高國產直聯旋片泵抽除水蒸氣的能力。

羅茨泵

  從國外羅茨泵生產情況來看,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%,羅茨泵產量不大,但國外羅茨泵的價格遠比國產泵要高得多。國內外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統,為了縮短抽氣時間、提高生產效率都配有羅茨泵,所以國產羅茨泵一定要在占領國內市場基礎上設法進入國際市場另外,還要考慮到有些國家和地區的電源頻率為60Hz,更要確保羅茨泵在提高轉速的情況下長期運行的可靠性。
國內氣冷式直排大氣羅茨泵進展很快,技術上已經成熟。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量級。這種泵由于在泵腔內沒有工作介質,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在石油、化工、塑料、農藥、汽輪機轉子動平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長期運行的考驗,所以應該在國內大力推廣和應用。

分子泵

  分子泵在國外半導體領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用,既提高了生產效率又改善了膜層質量。隨著中國半導體工業、薄膜產業和科學研究事業迅速發展,分子泵應該是中國真空泵制造業發展的重點。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,其主要驅動來自于半導體行業、化學工業、薄膜產業的迅速發展。在日本,半導體行業已全部用干式真空泵代替油封式機械泵,歐美半導體行業45%以上用干式真空泵代替了油封式機械泵,大大提高了產品的性能和質量。為了滿足不同應用領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。

水環泵

  水環真空泵(簡稱水環泵)是一種粗真空泵,它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa,串聯大氣噴射器可達270~670Pa。水環泵也可用作壓縮機,稱為水環式壓縮機,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、醫藥及食品等許多工業部門。在工業生產的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環泵得到廣泛的應用。由于真空應用技術的飛躍發展,水環泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環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,水環泵應用日益增多。
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時,水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入 深度)。此時葉輪輪轂與水環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;當葉輪繼續旋轉時,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,水環泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變容式真空泵。


水環泵和其它類型的機械真空泵相比有如下優點
結構簡單,制造精度要求不高,容易加工。
結構緊湊,泵的轉數較高,一般可與電動機直聯,無須減速裝置。故用小的結構尺寸,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。
由于泵腔內沒有金屬磨擦表面,無須對泵內進行潤滑,而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。
吸氣均勻,工作平穩可靠,操作簡單,維修方便。
水環泵也有其缺點:
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構上的限制,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用。
 

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