什么是干式真空泵？

　　無油干式機(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)無油或其他工作介質(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)了兩個急需解決問題：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?；烊氡糜椭校Ｍ⒘Ｅ懦霰猛?，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）用做一般無油清潔真空系統(tǒng)的前級泵，以防止油污染。

　　三、分類

　　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)計思想就是將羅茨泵疊加起來。這種多級設(shè)計使得氣體通路相當(dāng)復(fù)雜，并且每一級都需要較大流量的氮?dú)馄鸬较♂尯透綦x作用。同時，為了達(dá)到好的真空度，對各級的間隙有非常嚴(yán)格的要求。當(dāng)然，這種設(shè)計由于增加了內(nèi)部的壓縮比而使得其耗電量相對較低。

　　三葉圓裂片式

　　三葉圓裂片式設(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)計有著相同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步降低耗電量，在傳動部分有的廠家選用兩個直流馬達(dá)，但這也會導(dǎo)致扭矩減小，重新啟動的能力—下降。同雙圓裂片式設(shè)計一樣，三葉圓裂片式設(shè)計的每一級都需要較大流量的氮?dú)鈦砥鸬较♂尯透綦x作用。

　　組合式(羅茨+爪)

　　組合式(羅茨+爪)設(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)計完全相同。也有些廠家將其最后一級改為星型設(shè)計，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)計可以將其分為三份。同樣，在很多工藝中，組合式設(shè)計的每一級都需要較大流量的氮?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，使用一對等距螺桿。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，氣體在泵體內(nèi)停留的時間也最短。雖然這種設(shè)計由于減少了內(nèi)部的壓縮比而使得其耗電量相對較高，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。這種單級設(shè)計使得其對氮?dú)庥昧康囊笠卜浅Ｐ《液唵?，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設(shè)計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，這種內(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，相互之間無磨擦，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，工作腔無需潤滑油，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） 無油往復(fù)真空泵

　　靠活塞往復(fù)運(yùn)動使泵腔（氣缸）的工作容積周期性地變化來抽氣的真空泵，又稱活塞真空泵。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，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

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

　　4） 無油渦旋真空泵

　　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結(jié)構(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)構(gòu)。例如在雙級渦旋無油真空泵中，有兩個方向?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、完成排氣循環(huán)。

　　五、性能比較

　　1）真空度：干式螺桿真空泵、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)到1-2Pa；無油往復(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：無油渦旋真空泵由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題，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；無油往復(fù)真空泵結(jié)構(gòu)簡單，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傷。無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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