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,從而產生的吸氣和排氣作用的一種抽氣設備,干式螺桿真空泵可滿足用戶的多樣使用要求。干式螺桿真空泵的兩螺桿經精細動平衡校正,由軸承支撐,安裝在泵殼中,螺桿與螺桿之間有一定間隙,所以當泵工作時,相互之間不會產生磨擦,運轉平穩,噪音低,工作腔無需潤滑油,所以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,具有節能,免維修等優點。
真空系統已經廣泛應用于鍍膜、光學、化工、醫療器械、核能、航空等科學領域和工業制造領域,真空系統的好壞直接決定著所生產產品的質量、精度和可靠性,科學研究結果的準確性和成功與否。真空獲得設備作為真空環境的動力源,相當于真空系統的“心臟”,直接影響著整個真空環境的穩定性、可靠性和其他性能。選擇真空獲得設備時需要考慮到真空獲得設備的適用工況、真空系統的真空度要求以及特殊氣體等諸多因素,只有選擇合理的真空獲得設備才能保證真空系統正常運作。眾多真空獲得設備中干式真空泵具有環保節能、穩定性高、泵腔內無油、結構緊湊等諸多優點,是真空獲得設備中重要的一類。其中干式螺桿真空泵保證泵腔內無油或其他工作介質這一重要特點,解決了大多數真空獲得設備正常工作狀態下,泵腔內的潤滑油脂或其他工作介質由于返流和物理擴散進入所抽容積內,致使真空室受到污染這一現象的發生,被廣泛運用于半導體、化工、藥品等工業制造領域。
雖然干式螺桿真空泵的種類越來越多,但是通常的機械真空泵如爪式泵,其抽速難以做大,而且制造難度也大,成本高;另外還有利用多葉級數進行串連的羅茨泵,其缺點與爪式泵相仿。在此種背景下誕生的干式螺桿真空泵則具有了其前輩真空泵類所不具各的很多優點,而這些優點則保證了干式螺桿真空泵的*性及在應用中的優勢。
目前國內外關于干式螺桿真空泵轉子型線設計方面的報道很少,主要內容集中于對螺桿真空泵性能的預測與配套裝置、材料、加工方法設備、螺桿泵的配件、密封條件等等內容的改進。
目前由于各國多對自己的干式螺桿真空泵技術進行保密和競爭,而我國在螺桿泵的設計方面仍然有很多具體的細節和技術難題還沒有解決,在螺桿泵的設計方面沒有達到世界水平。在具體的螺桿泵的加工制造上,局限于我國的生產設備和加工條件,我國生產的螺桿泵自動化程度不高,精度也不高,在一些的螺桿泵上仍不能獨立制造。因此中的真空泵仍然主要依賴于進口。
對于所有類型的真空泵,人們都希望能夠將現有的真空泵的物理尺寸盡量減小。但是這一點與真空泵的抽氣速率相矛盾。因為真空泵的抽氣速率與真空泵的容積成正比,物理尺寸小意味著容積也小。當然還有一個影響真空泵抽氣速率的因素,那就是轉速。為了使小尺寸的真空泵與大尺寸的真空泵的抽氣速率相匹配,就需要提高其轉速。而想要提高真空泵的轉速可以采用變頻器來改變電源的頻率或者改變齒輪箱的傳動比。前者可以提供一個閉環控制,但是在大負載的情況下容易引起扭矩的損失。而改變齒輪箱的傳動比是比較經濟的一種方法,但是它只能提供不可控的單一轉速。國外目前開發較多的是高轉速的真空泵系列。
當前國內生產的真空獲得設備仍然以傳統的真空泵為主,主要為水環真空泵、旋片真空泵、蒸汽流泵、滑閥真空泵、羅茨真空泵,且全部用于傳統行業。我國生產的干式螺桿真空泵真正用于集成電子電路信息產業的不足1%。相比于日本、歐美等發達國家差距巨大。我國的干式真空泵正處于起步階段,全國200多家生產真空泵的企業中,能夠生產干式真空泵的企業不超過10家,難以形成批量生產。
國內生產的干式螺桿真空泵大部分應用于實驗室、化學、醫療等領域,很少有國產干泵應用于半導體行業。究其原因一方面半導體的生產過程中會產生大量粉塵,處理不好容易造成干泵卡死,尤其刻蝕工藝多用腐蝕性氣體,會對干泵內部零件造成腐蝕,造成漏油、毒氣泄漏等事故。若干泵故障多發,對半導體集成電路生產造成的損失巨大。國產干泵的可靠性還不能解決上述問題。近年來,隨著國內經濟轉型,半導體電子信息產業在國內的飛速發展,但國內干式螺桿真空泵的發展沒有跟上,使該領域成為上干式真空泵工業發達國家的擴張之地。
國內的半導體集成電路生產線,幾乎所有的干式真空泵都是進口泵,進口泵主要來自日本、德國、美國、英國、法國等。在日本,半導體行業已全部用干式真空泵代替油封式機械泵,歐美半導體行業45%以上用干式真空泵代替油封式機械泵,目前干式真空泵的主要型式有爪型、羅茨型、渦旋型、螺桿型和往復活塞式、隔膜式等幾種。國內生產的干式真空泵想要進入該領域十分艱難,使得干式螺桿真空泵這個未來真空獲得設備的主導產品在國內的處境十分艱難,造成此狀況的主要原因是我國干式螺桿真空泵的起步晚,絕大部分市場已經被國外產品占領。國內干式螺桿真空泵除了價格優勢,在加工、材料、設計創新都難以與國外品牌競爭。尤其可靠性方面更是與國外同類產品存在差距。
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