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真空泵的應(yīng)用情況
【學(xué)員問(wèn)題】真空泵的應(yīng)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(guó)的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域仍然有著很大的市場(chǎng)。
在國(guó)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(guó)產(chǎn)液環(huán)泵在價(jià)格上有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵是要改進(jìn)設(shè)計(jì)，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(guó)內(nèi)外各種真空爐、鍍膜機(jī)以及干燥、浸漬等設(shè)備都是用滑閥泵作為前級(jí)泵，但是滑閥泵鑄件重，加工工作量較大，所以國(guó)外各真空廠(chǎng)都在中國(guó)尋找合作伙伴。為了使國(guó)產(chǎn)滑閥泵能夠進(jìn)入國(guó)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(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。
直聯(lián)旋片泵
隨著真空技術(shù)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，直聯(lián)旋片泵的需求量越來(lái)越大。由于這種泵數(shù)量很多，加工裝配工作量很大，價(jià)格又很低，所以有的國(guó)外真空廠(chǎng)商在中國(guó)建立專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)。國(guó)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(yuǎn)比國(guó)外的泵便宜，所以國(guó)產(chǎn)泵仍然有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，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(wěn)定和運(yùn)行可靠，同時(shí)還要進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)直聯(lián)旋片泵抽除水蒸氣的能力。
羅茨泵
從國(guó)外羅茨泵生產(chǎn)情況來(lái)看，國(guó)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(jì)才20%，羅茨泵產(chǎn)量不大，但國(guó)外羅茨泵的價(jià)格遠(yuǎn)比國(guó)產(chǎn)泵要高得多。國(guó)內(nèi)外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統(tǒng)，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(guó)產(chǎn)羅茨泵一定要在占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基礎(chǔ)上設(shè)法進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，這樣就必須進(jìn)一步降低國(guó)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)泵的外觀質(zhì)量，提高泵內(nèi)的光潔度和清潔度。另外，還要考慮到有些國(guó)家和地區(qū)的電源頻率為60Hz，更要確保羅茨泵在提高轉(zhuǎn)速的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。
國(guó)內(nèi)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(zhuǎn)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(tái)氣冷式直排大氣羅茨泵，所達(dá)到的極限真空要比前級(jí)泵高一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種泵由于在泵腔內(nèi)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(jī)組已經(jīng)在石油、化工、塑料、農(nóng)藥、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長(zhǎng)期運(yùn)行的考驗(yàn)，所以應(yīng)該在國(guó)內(nèi)大力推廣和應(yīng)用。
分子泵
分子泵在國(guó)外半導(dǎo)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(fù)合分子泵和牽引泵作為主泵。
由于分子泵對(duì)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(zhǎng)。為了提高抽速，國(guó)外在分子泵的入口側(cè)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(yīng)用，既提高了生產(chǎn)效率又改善了膜層質(zhì)量。隨著中國(guó)半導(dǎo)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(yīng)該是中國(guó)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(guó)外干泵市場(chǎng)的不斷增長(zhǎng)，其主要驅(qū)動(dòng)來(lái)自于半導(dǎo)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(dǎo)體行業(yè)已全部用干式真空泵代替油封式機(jī)械泵，歐美半導(dǎo)體行業(yè)45%以上用干式真空泵代替了油封式機(jī)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(yīng)用領(lǐng)域和不同工況的要求，國(guó)外有多級(jí)羅茨真空泵、多級(jí)爪式真空泵、螺桿式真空泵、渦旋式真空泵、往復(fù)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?gòu)?0m3/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(dá)270~670Pa.水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī)，稱(chēng)為水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī)，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(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)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(yīng)用。由于真空應(yīng)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(yīng)用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，水環(huán)的上部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)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(shù)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(zhuǎn)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(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當(dāng)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(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?
【解答】液環(huán)泵
雖然液環(huán)泵屬于粗真空泵，但在中國(guó)的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域仍然有著很大的市場(chǎng)。
在國(guó)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(guó)產(chǎn)液環(huán)泵在價(jià)格上有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵是要改進(jìn)設(shè)計(jì)，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(guó)內(nèi)外各種真空爐、鍍膜機(jī)以及干燥、浸漬等設(shè)備都是用滑閥泵作為前級(jí)泵，但是滑閥泵鑄件重，加工工作量較大，所以國(guó)外各真空廠(chǎng)都在中國(guó)尋找合作伙伴。為了使國(guó)產(chǎn)滑閥泵能夠進(jìn)入國(guó)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(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。
直聯(lián)旋片泵
隨著真空技術(shù)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，直聯(lián)旋片泵的需求量越來(lái)越大。由于這種泵數(shù)量很多，加工裝配工作量很大，價(jià)格又很低，所以有的國(guó)外真空廠(chǎng)商在中國(guó)建立專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)。國(guó)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(yuǎn)比國(guó)外的泵便宜，所以國(guó)產(chǎn)泵仍然有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，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(wěn)定和運(yùn)行可靠，同時(shí)還要進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)直聯(lián)旋片泵抽除水蒸氣的能力。
羅茨泵
從國(guó)外羅茨泵生產(chǎn)情況來(lái)看，國(guó)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(jì)才20%，羅茨泵產(chǎn)量不大，但國(guó)外羅茨泵的價(jià)格遠(yuǎn)比國(guó)產(chǎn)泵要高得多。國(guó)內(nèi)外幾乎所有大型或小型的高真空和中真空系統(tǒng)，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(guó)產(chǎn)羅茨泵一定要在占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基礎(chǔ)上設(shè)法進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，這樣就必須進(jìn)一步降低國(guó)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)泵的外觀質(zhì)量，提高泵內(nèi)的光潔度和清潔度。另外，還要考慮到有些國(guó)家和地區(qū)的電源頻率為60Hz，更要確保羅茨泵在提高轉(zhuǎn)速的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。
國(guó)內(nèi)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(zhuǎn)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(tái)氣冷式直排大氣羅茨泵，所達(dá)到的極限真空要比前級(jí)泵高一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種泵由于在泵腔內(nèi)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(jī)組已經(jīng)在石油、化工、塑料、農(nóng)藥、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、航空航天空間模擬等裝置上得到了長(zhǎng)期運(yùn)行的考驗(yàn)，所以應(yīng)該在國(guó)內(nèi)大力推廣和應(yīng)用。
分子泵
分子泵在國(guó)外半導(dǎo)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(fù)合分子泵和牽引泵作為主泵。
由于分子泵對(duì)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(zhǎng)。為了提高抽速，國(guó)外在分子泵的入口側(cè)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(yīng)用，既提高了生產(chǎn)效率又改善了膜層質(zhì)量。隨著中國(guó)半導(dǎo)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(yīng)該是中國(guó)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(guó)外干泵市場(chǎng)的不斷增長(zhǎng)，其主要驅(qū)動(dòng)來(lái)自于半導(dǎo)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(dǎo)體行業(yè)已全部用干式真空泵代替油封式機(jī)械泵，歐美半導(dǎo)體行業(yè)45%以上用干式真空泵代替了油封式機(jī)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(yīng)用領(lǐng)域和不同工況的要求，國(guó)外有多級(jí)羅茨真空泵、多級(jí)爪式真空泵、螺桿式真空泵、渦旋式真空泵、往復(fù)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?gòu)?0m3/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(dá)270~670Pa.水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī)，稱(chēng)為水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī)，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(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)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(yīng)用。由于真空應(yīng)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(yīng)用日益增多。
在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，水環(huán)的上部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)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(shù)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(zhuǎn)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(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當(dāng)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(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?
