干式螺杆真空泵在拓宽种类的同时更要攻克细节和技术难题

2018年07月18日 12:00来源：人气：892

　　干式螺杆真空泵由泵盖、泵体、圆盘，叶轮、机械密封、电动机等零部件组成。进气管排气管通过安装在泵盖上的园盘上的吸气孔和排气孔与泵腔相连，轴偏心地安装在泵体中，叶轮用平键固定在轴上，干式螺杆真空泵两端面的部间隙由泵体和园盘之间的垫来调整，叶轮与泵盖上的园盘之间的间隙由园盘和泵体之间的垫来调整，叶轮两端面与泵盖上园盘之间间隙决定气体在泵腔内由进气口至排气口流动中损失的大小及其极限压力。干式螺杆真空泵的密封采用机械密封，机械密封安装在叶轮和泵体间。由机械密封定出叶轮与泵体之间的间隙。在干式螺杆真空泵盖上安装有园盘，园盘上设有吸、排气孔和柔性排气阀片，柔性阀片的作用是当叶轮叶片间的气体压力达到排气压力时，在排气口以前就将气体排出，减少了因气体压力过大而消耗的功率、从而降低率消耗。

　　干式螺杆真空泵的分类

　　双圆裂片式：

　　双圆裂片式设计和目前流行和广泛应用的罗茨泵非常相似。事实上,一些早期的干泵设计思想就是将罗茨泵叠加起来。这种多级设计使得气体通路相当复杂,并且每一级都需要较大流量的氮气起到稀释和隔离作用。同时,为了达到好的真空度,对各级的间隙有非常严格的要求。当然,干式螺杆真空泵这种设计由于增加了内部的压缩比而使得其耗电量相对较低。

　　三叶圆裂片式：

　　三叶圆裂片式设计和双圆裂片式设计的原理*相同,它只是在旋转一圈中将气体分为三份而不是象双圆裂片式设计分为两份。三叶圆裂片式设计和双圆裂片式设计有着相同的优点和缺点。为了进一步降低耗电量,在传动部分有的厂家选用两个直流马达,但这也会导致扭矩减小,重新启动的能力下降。同双圆裂片式设计一样,三叶圆裂片式设计的每一级都需要较大流量的氮气起到稀释和隔离作用。

　　组合式(罗茨+爪)：

　　组合式(罗茨+爪)设计用罗茨来提高在较低压力下的抽气效率,用爪来提高在较高压力下的抽气效率。它的基本原理和气体通路同前面介绍的圆裂片式设计*相同。也有些厂家将其后一级改为星型设计,这样可以在旋转一圈中将气体分为五份,就象三圆裂片式设计可以将其分为三份。同样,在很多工艺中,组合式设计的每一级都需要较大流量的氮气起到稀释和隔离作用。

　　外部压缩型螺杆式：

　　在外部压缩型螺杆式设计中,使用一对等距螺杆。这使得内部压缩减到小,同时使得气体通路短也简单。这样,气体在泵体内停留的时间也短。虽然这种设计由于减少了内部的压缩比而使得其耗电量相对较高,但在很多复杂的半导体工艺中表现出*的稳定性。这种单级设计使得其对氮气用量的要求也非常小而且简单,这样就使得其在不同工艺中有很好的互换性。在很多清洁的工艺中甚至可以不用氮气。

　　内部压缩型螺杆式：

　　除了使用一对非等距螺杆以外,内部压缩型螺杆式设计和外部压缩型螺杆式设计的基本原理非常相似。螺杆间容积的不断减小使得其内部产生压缩。这种设计由于产生内部压缩而使得其耗电量降低到同多级泵相当的水平。但在很多工艺中,这种内部压缩同多级泵一样,极易造成气体在泵体内的物理化学变化而产生固化或液化。

　　虽然干式螺杆真空泵的种类越来越多，但是通常的机械真空泵如爪式泵，其抽速难以做大，而且制造难度也大，成本高;另外还有利用多叶级数进行串连的罗茨泵，其缺点与爪式泵相仿。在此种背景下诞生的干式螺杆真空泵则具有了其前辈真空泵类所不具各的很多优点，而这些优点则保证了干式螺杆真空泵的*性及在应用中的优势。目前国内外关于双螺杆干式真空泵转子型线设计方面的报道很少，主要内容集中于对螺杆真空泵性能的预测与配套装置、材料、加工方法设备、螺杆泵的配件、密封条件等等内容的改进。

　　目前由于各国多对自己的螺杆泵技术进行保密和竞争，而我国在螺杆泵的设计方面仍然有很多具体的细节和技术难题还没有解决，在螺杆泵的设计方面没有达到世界高水平。在具体的螺杆泵的加工制造上，局限于我国的生产设备和加工条件，我国生产的螺杆泵自动化程度不高，精度也不高，在一些的螺杆泵上仍不能独立制造。因此中的真空泵仍然主要依赖于进口。

　　对于所有类型的真空泵，人们都希望能够将现有的真空泵的物理尺寸尽量减小。但是这一点与真空泵的抽气速率相矛盾。因为真空泵的抽气速率与真空泵的容积成正比，物理尺寸小意味着容积也小。当然还有一个影响真空泵抽气速率的因素，那就是转速。为了使小尺寸的真空泵与大尺寸的真空泵的抽气速率相匹配，就需要提高其转速。而想要提高干式螺杆真空泵的转速可以采用变频器来改变电源的频率或者改变齿轮箱的传动比。前者可以提供一个闭环控制，但是在大负载的情况下容易引起扭矩的损失。而改变齿轮箱的传动比是比较经济的一种方法，但是它只能提供不可控的单一转速。国外目前开发较多的是高转速的真空泵系列。

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