真空獲得技術的進展

2022-12-07 13:15:03 字數 3916 閱讀 9386

摘要:真空獲得技術是真空技術的基礎,真空的獲得主要靠真空裝置來實現。本文介紹了旋片幫浦、羅茨幫浦、滑閥幫浦、油擴散幫浦、分子幫浦等幾種常用的真空獲得裝置的最新進展情況,及我國未來真空獲得技術的發展方向。

關鍵詞:真空裝置真空獲得真空技術

我國真空獲得裝置行業自改革開放以來有了很大的發展和長足的提高。在產值、產量上有了大幅度增加,種類、規格、綜合技術程度上也獲得了可觀的成就。但是目前國內真空獲得裝置仍然存在高階產品滿足不了國內市場需求,依靠進口,低端產品競爭激烈,**低廉,利潤微薄的狀況。

現從幾種常用的真空幫浦入手,介紹我國目前主要的真空獲得裝置的現狀及未來真空技術的發展方向。

1 旋片真空幫浦

旋片式真空幫浦是利用轉子和可在轉子槽內滑動的旋片的旋轉運動以獲得真空的一種變容機械真空幫浦。目前,旋片式真空幫浦得到了快速地發展,已相繼完成了產品的更新換代,在市場上的需求量加大,國家政策的有利推進,使得國內旋片式真空幫浦企業突飛猛進,不僅在技術上改進,而且在綜合性能上也有所完善。

1)2x型旋片式真空幫浦:為雙級結構,它的工作效能由高壓級與低壓級二部分組成,它的吸入口與真空容器或真空裝置連線,在運轉時容器內的氣體將大量吸入與排出。

2)x型旋片式真空幫浦:系單級旋片式真空幫浦,國內首創的能抽除大量水蒸氣的新產品,由於幫浦本身帶有油再生裝置和可靠的氣鎮裝置,延長了幫浦油的使用壽命。

3)2xz型旋片式真空幫浦:為雙級直聯結構,它的工作效能由高壓級與低壓級二部份組成,它的吸入口與真空裝置連線,在運轉時將容器內的氣體大量吸入與排出,當裝置獲得真空時,高壓級排氣閥封閉,高壓級入口的氣體將轉送到第二級,並經第二級吸入與排出真空裝置可獲得了一定的真空。

4)wx型真空幫浦:係無油真空幫浦,是一種獲得真空裝置之一。wx型無油真空幫浦的極限真空為6×10-2mpa。

它具有結構簡單、操作容易、維護方便、不會汙染環境等優點。是一種使用範圍非常廣泛的機械真空幫浦。

5)xd型旋片式真空幫浦:為單級旋片式聯軸式結構。它的工作效能是高轉速,低雜訊,抽速快,效率高。

xd型旋片式真空幫浦只需空氣冷卻,有防返油結構,防止幫浦油返入被抽系統,幫浦內裝有排氣過濾器,有效消除油霧,運轉平衡,振動小,可以在任意壓強下工作。

需要承認的是我國旋片式真空幫浦產品與國外新一代真空幫浦無論在效能、結構、品種和使用效果等方面都存在不小差距,很難滿足不同的熱濕處理場所和不同處理方案的要求。急需發展不同結構、滿足儀器行業發展的要求。

2 羅茨真空幫浦

羅茨真空幫浦主要是靠幫浦腔內一對葉形轉子同步、反向旋轉的推壓作用來移動氣體而實現抽氣的真空幫浦,此幫浦不可以單獨抽氣,前級需配油封、水環等可直排大氣。隨著羅茨真空幫浦的發展速度越來越快,其種類也越來越多。下面介紹三種型別的羅茨真空幫浦。

1)zj系列羅茨真空幫浦:zj系列羅茨真空幫浦,一種旋轉變容式真空幫浦,其優點是在較低的入口壓力時具有較高的抽氣速率,它是目前獲得中、高真空的主要抽氣裝置之一,zj系列羅茨真空幫浦不能單獨排氣,必須與前級幫浦串聯使用,待被抽系統中的壓力被前級真空幫浦抽到羅茨真空幫浦所能接受的壓力時才能開始工作,否則將會因過載和過熱而損壞。

2)jzjx系列羅茨旋片真空幫浦:jzjx系列羅茨旋片真空幫浦是由zj型羅茨幫浦做為主抽幫浦,單級或雙級旋片幫浦做為前級幫浦的低、高真空獲得裝置,整套機組安置在乙個機架上,配以管道、閥門和電器操作控制箱,除最小二個規格外,還配有冷卻水管系統機組結構緊湊、使用方便。jzjx系列羅茨旋片真空幫浦真空度高,可持續工作,噪音低。

3)jzj2b(s)系列羅茨水環真空幫浦:是由zj型羅茨幫浦做為主抽幫浦,2bv(2sk)型水環真空幫浦或羅茨水環真空機組作為前級幫浦組成的抽氣機組。它不僅可以用來抽除一般氣體,還可以抽吸含有水份及少量灰塵的氣體。

它與一般機械真空幫浦相比具有不怕油汙染,不怕水氣及微塵等優點。

和一般真空幫浦相比,羅茨真空幫浦具有極限真空度高及在較高真空度工況下抽速大的優點。羅茨真空幫浦在我國有著巨大的市場潛力,但是目前國產羅茨真空幫浦在技術上還落後於國外。尤其是8字形轉子的精加工一直是國內羅茨真空幫浦製造的乙個難點,嚴重制約了國產羅茨真空幫浦的發展。

國產羅茨真空幫浦,應該進一步解決自身的技術問題,比如降低國產羅茨真空幫浦的振動雜訊,解決軸封漏油的問題,同時還應該改善外觀,提高幫浦內的光潔度。

3 滑閥真空幫浦

滑閥式真空幫浦的抽氣原理與旋片幫浦相似,但兩者結構不同。滑閥式真空幫浦是利用滑閥機構來改變吸氣腔容積的,故稱滑閥幫浦。滑閥幫浦亦分單級幫浦和雙級幫浦兩種,有立式和臥式兩種結構形式。

單級幫浦的極限壓力為0.4~1.3pa;雙級幫浦的極限壓力為6×10-2 ~10-1 pa。

一般抽速超過150l/s的大幫浦都採用單級形式。這種幫浦可單獨使用,也可作其它幫浦的前級幫浦用。

國產滑閥幫浦與國外產品仍存在很大差距,主要表現為:雜訊、振動大。如h-150滑閥幫浦,國內產品大多數要用地腳螺栓,否則由於振動,幫浦爬行嚴重;噴油、漏油。

幫浦啟動時噴油嚴重,運轉後漏油,多數產品存在此問題;停幫浦返油嚴重,造成啟動困難,使電機過載;穩定性、可靠性差,由於生產加工裝備落後,不但生產效率低,且零部件的互換性差,影響了產品的穩定性和可靠性

4 油擴散幫浦

油擴散幫浦是蒸汽流真空幫浦中的一種,其主要效能指標有極限壓力、抽氣速率、臨界前級壓力、幫浦液反經率、加熱時間、加熱功率等。該幫浦與以上三種幫浦的抽氣機理不同。它是利用蒸汽流作用產生壓強差,使氣體向蒸汽流中擴散,再經壓縮到幫浦的出口,由前級幫浦排除。

油擴散幫浦可分為兩個系列,直筒型和凸腔型。直筒型的規格有k-100、k-160、k-200、k-300、k-400、k-600、k-800、k-1000、k-1200等。凸腔型的規格有kt-150、kt-200、kt-300、kt-320、kt-400、kt-500、kt-600、kt-800、kt-1000等。

由於凸腔幫浦的腔體外凸增大,因此抽速比直筒幫浦高出30%左右。油擴散幫浦與羅茨幫浦、旋片幫浦等組成機組,用於機械、冶金、薄膜等行業。其特點是極限真空度高,可達到1×10-5pa,沒有機械運動,可靠性好。

國產油擴散幫浦都存在一定的返油,易造成油汙染,因此限定了它的使用條件。

5 水環真空幫浦

水環真空幫浦是液環真空幫浦中的一種。它以水為介質達到真空目的。其主要效能指標有最大氣量、極限真空度等。

水環真空幫浦的型號規格很多,有sk單級水環幫浦系列,2sk雙級水環幫浦系列,2bei水環幫浦系列等等。該幫浦的特點是抽氣量大、無油汙染,可抽出潮濕氣體。可以單獨使用,也可以組成機組。

目前國產水環幫浦向大型化發展,20000m3/h的水環幫浦已經用於煤礦的安全生產。

6 分子幫浦和幹幫浦

分子幫浦在國外是高真空領域的主幫浦,主要用於半導體、薄膜工業等。在國內還沒有大規模應用於工業生產。分子幫浦在國外半導體領域裡的許多任務藝場合是用來代替低溫幫浦,尤其是濺射、刻蝕和lcvd等裝置都採用復合分子幫浦和牽引幫浦作為主幫浦。

由於分子幫浦對水蒸氣的抽速僅為同口徑低溫幫浦抽速的四分之一,所以分子幫浦的排氣時間比低溫幫浦長。為了提高抽速,國外在分子幫浦的入口側裝乙個-130℃~-150℃的低溫冷板,稱之為低溫分子幫浦,水蒸氣被低溫板捕獲,其他氣體則由分子幫浦抽走。這種低溫分子幫浦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。

隨著我國半導體工業、薄膜產業和科學研究事業迅速發展,分子幫浦應該是我國真空幫浦製造業發展的重點。首先,分子幫浦要從小到大建立完整系列,並研究開發各種復合分子幫浦、牽引幫浦和低溫分子幫浦,以滿足不同場合的需要。

幹幫浦是應半導體、薄膜等產業的迅速發展應運而生。該幫浦可做為分子幫浦的前級幫浦,從而實現全無油高真空系統。幹幫浦在國內剛剛起步。目前有爪型幫浦、葉片幫浦、往復活塞幫浦、螺桿幫浦等等。

7 智慧型真空幫浦

智慧型真空幫浦,顧名思義就是智慧型化、自動化的真空幫浦。一般特指整合了感測器、真空表、微控制器等監控系統的微型真空幫浦、小型真空幫浦、微型氣幫浦,能對真空幫浦關鍵引數如「真空度(負壓)」、「流量」等進行實時、自動調整,從而完成一般要構建乙個較複雜系統,才能完成的如「真空保壓」、「自動定時停機、啟動」、定時定量「真空抽濾」等的多種功能。

智慧型真空幫浦正面跟大型真空幫浦動輒幾

十、幾百公斤的重量和龐大的體積相比,智慧型真空幫浦重量、體積都要小得多,甚至可以說是可攜式;因而常常也被叫做「智慧型真空儀」、「台式真空幫浦」、「自動真空幫浦」、「可攜式真空幫浦」。

8 結語

儘管近年來,我國真空獲得行業取得了令人矚目的成績,但目前的真空幫浦技術發展狀況卻並不樂觀。未來我國真空行業應認真分析形勢,通過技術創新和產品結構的調整兩個途徑進一步擴大市場占有率,使真空獲得行業成為我國經濟新的增長點。

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