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真空泵的應用情況
【學(xué)員問(wèn)題】真空泵的應用情況?
【解答】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、醫藥等領(lǐng)域仍然有著(zhù)很大的市場(chǎng)。
在國外,液環(huán)泵的銷(xiāo)售額占全部真空泵市場(chǎng)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(dòng)密集型產(chǎn)品,所以國產(chǎn)液環(huán)泵在價(jià)格上有競爭優(yōu)勢,關(guān)鍵是要改進(jìn)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(chǎng)都在中國尋找合作伙伴。為了使國產(chǎn)滑閥泵能夠進(jìn)入國際市場(chǎng),必須進(jìn)一步降低泵的振動(dòng)噪聲,杜絕噴油和漏油,提高滑閥泵長(cháng)期運行的可靠性。
直聯(lián)旋片泵
隨著(zhù)真空技術(shù)在各個(gè)應用領(lǐng)域的不斷擴大,直聯(lián)旋片泵的需求量越來(lái)越大。由于這種泵數量很多,加工裝配工作量很大,價(jià)格又很低,所以有的國外真空廠(chǎng)商在中國建立專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)。國產(chǎn)中小型直聯(lián)旋片泵在技術(shù)上已經(jīng)過(guò)關(guān),價(jià)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(wèn)題,確保直聯(lián)泵在高速、高溫下性能穩定和運行可靠,同時(shí)還要進(jìn)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(lái)看,國外幾家大公司,如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC,他們各家羅茨泵的銷(xiāo)售額占全球羅茨泵銷(xiāo)售額的比例都沒(méi)超過(guò)5%,這5家總計才20%,羅茨泵產(chǎn)量不大,但國外羅茨泵的價(jià)格遠比國產(chǎn)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(shí)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)國內市場(chǎng)基礎上設法進(jìn)入國際市場(chǎng),這樣就必須進(jìn)一步降低國產(chǎn)羅茨泵的振動(dòng)噪聲,徹底解決軸封漏油問(wèn)題,改進(jìn)泵的外觀(guān)質(zhì)量,提高泵內的光潔度和清潔度。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(cháng)期運行的可靠性。
國內氣冷式直排大氣羅茨泵進(jìn)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(guò)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(mǎn)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(gè)數量級。這種泵由于在泵腔內沒(méi)有工作介質(zhì),實(shí)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、農藥、汽輪機轉子動(dòng)平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長(cháng)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(lǐng)域里的許多工藝場(chǎng)合是用來(lái)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(shí)間比低溫泵長(cháng)。為了提高抽速,國外在分子泵的入口側裝一個(gè)-130℃~-150℃的低溫冷板,稱(chēng)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(chǎn)效率又改善了膜層質(zhì)量。隨著(zhù)中國半導體工業(yè)、薄膜產(chǎn)業(yè)和科學(xué)研究事業(yè)迅速發(fā)展,分子泵應該是中國真空泵制造業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。首先,分子泵要從小到大建立完整系列,以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的需要。
干泵
國外干泵市場(chǎng)的不斷增長(cháng),其主要驅動(dòng)來(lái)自于半導體行業(yè)、化學(xué)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(mǎn)足不同應用領(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(wú)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(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)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、醫藥及食品等許多工業(yè)部門(mén)。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過(guò)程中,如真空過(guò)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)泵得到廣泛的應用。由于真空應用技術(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)泵應用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時(shí)針?lè )较蛐D時(shí),水環(huán)的上部?jì)缺砻鎰偤门c葉片頂端接觸(實(shí)際上葉片在水環(huán)內有一定的插入深度)。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)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(gè)小腔。如果以葉輪的下部0°為起點(diǎn),那么葉輪在旋轉前180°時(shí)小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時(shí)氣體被吸入,當吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉時(shí),小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時(shí),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(lái)實(shí)現吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變容式真空泵。
【解答】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、醫藥等領(lǐng)域仍然有著(zhù)很大的市場(chǎng)。
在國外,液環(huán)泵的銷(xiāo)售額占全部真空泵市場(chǎng)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(dòng)密集型產(chǎn)品,所以國產(chǎn)液環(huán)泵在價(jià)格上有競爭優(yōu)勢,關(guān)鍵是要改進(jìn)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(chǎng)都在中國尋找合作伙伴。為了使國產(chǎn)滑閥泵能夠進(jìn)入國際市場(chǎng),必須進(jìn)一步降低泵的振動(dòng)噪聲,杜絕噴油和漏油,提高滑閥泵長(cháng)期運行的可靠性。
直聯(lián)旋片泵
隨著(zhù)真空技術(shù)在各個(gè)應用領(lǐng)域的不斷擴大,直聯(lián)旋片泵的需求量越來(lái)越大。由于這種泵數量很多,加工裝配工作量很大,價(jià)格又很低,所以有的國外真空廠(chǎng)商在中國建立專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)。國產(chǎn)中小型直聯(lián)旋片泵在技術(shù)上已經(jīng)過(guò)關(guān),價(jià)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(wèn)題,確保直聯(lián)泵在高速、高溫下性能穩定和運行可靠,同時(shí)還要進(jìn)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(lái)看,國外幾家大公司,如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC,他們各家羅茨泵的銷(xiāo)售額占全球羅茨泵銷(xiāo)售額的比例都沒(méi)超過(guò)5%,這5家總計才20%,羅茨泵產(chǎn)量不大,但國外羅茨泵的價(jià)格遠比國產(chǎn)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(shí)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)國內市場(chǎng)基礎上設法進(jìn)入國際市場(chǎng),這樣就必須進(jìn)一步降低國產(chǎn)羅茨泵的振動(dòng)噪聲,徹底解決軸封漏油問(wèn)題,改進(jìn)泵的外觀(guān)質(zhì)量,提高泵內的光潔度和清潔度。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(cháng)期運行的可靠性。
國內氣冷式直排大氣羅茨泵進(jìn)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(guò)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(mǎn)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(gè)數量級。這種泵由于在泵腔內沒(méi)有工作介質(zhì),實(shí)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、農藥、汽輪機轉子動(dòng)平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長(cháng)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(lǐng)域里的許多工藝場(chǎng)合是用來(lái)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(shí)間比低溫泵長(cháng)。為了提高抽速,國外在分子泵的入口側裝一個(gè)-130℃~-150℃的低溫冷板,稱(chēng)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(chǎn)效率又改善了膜層質(zhì)量。隨著(zhù)中國半導體工業(yè)、薄膜產(chǎn)業(yè)和科學(xué)研究事業(yè)迅速發(fā)展,分子泵應該是中國真空泵制造業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。首先,分子泵要從小到大建立完整系列,以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的需要。
干泵
國外干泵市場(chǎng)的不斷增長(cháng),其主要驅動(dòng)來(lái)自于半導體行業(yè)、化學(xué)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(mǎn)足不同應用領(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(wú)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(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)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、醫藥及食品等許多工業(yè)部門(mén)。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過(guò)程中,如真空過(guò)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)泵得到廣泛的應用。由于真空應用技術(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)泵應用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時(shí)針?lè )较蛐D時(shí),水環(huán)的上部?jì)缺砻鎰偤门c葉片頂端接觸(實(shí)際上葉片在水環(huán)內有一定的插入深度)。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)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(gè)小腔。如果以葉輪的下部0°為起點(diǎn),那么葉輪在旋轉前180°時(shí)小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時(shí)氣體被吸入,當吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉時(shí),小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時(shí),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(lái)實(shí)現吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變容式真空泵。