螺杆泵特点及其他常见中低真空泵比较
真空技术的应用场景非常广泛,真空获得是开展真空应用研究的基础。真空获得设备,顾名思义,用来对密闭容器抽气,营造真空环境的机械设备。真空获得设备按照抽气原理可以分为气体捕集式和气体输送式,其中气体输送式又可以细分为变容式和动量传输式。
现代科学技术不断发展,推陈出新,真空应用范围越来越广,对真空获得设备的要求也越来越高。在传统的油封式机械泵中,泵油在泵腔内可以起到润滑的作用,在泵腔外可以起到密封的作用,但是对真空环境而言,一旦泵油反流到真空环境中就会污染真空腔室,另一方面,真空腔室中的工艺气体也会与泵油发生反应,泵油容易变质,影响真空泵的稳定运行。
特别是在半导体、航空航天、微电子、光伏、微纳加工和真空镀膜等领域,对真空环境和真空的设备要求更高,不仅要求清洁、无油、真空度高,同时还要求真空获得设备运行稳定可靠,节能环保。
干式真空泵在运行时泵腔无油,即在运行时泵腔内部不需要油润滑和密封,所以不会对真空环境造成影响,真空环境清洁度高;不同的干泵有不同的应用场合,一般要求能够及时抽除制造工艺产生的易燃、易爆、腐蚀性、可凝性气体等。
常见的机械干泵有罗茨式、螺杆式、爪式、往复式、涡旋式等。其中螺杆干式真空泵优点显著,螺杆真空泵结构紧凑,泵腔无油,转子与转子之间、转子与泵腔之间没有接触,能够应用于复杂的工作环境,运行可靠,寿命长。
螺杆真空泵是干式真空泵的一种,表1中给出了常见中低真空泵的特性与优缺点,螺杆真空泵具有以下特点:
(1)一般的油封式真空泵在抽真空时,泵油会进入真空室污染真空环境,同时工艺气体也会污染泵油,影响泵的稳定运行,螺杆真空泵是一种干式真空泵,螺杆真空泵运行时转子腔室无油。
(2)适应性强。螺杆真空泵抽速较高,仅由一台螺杆真空泵即可获得较高的真空度,可以从大气压直接抽到 1Pa 以下,不需要与其他泵串联,抽气性能优良,抽速比较稳定,节能高效;对于一些具有腐蚀性的气体,可以在转子表面和泵腔表面进行涂层处理,提高转子和泵体表面性能,同时转子之间留有一定间隙,在运行和组装时也不会对涂层造成破坏。
(3)结构紧凑,可靠性高。螺杆真空泵抽气时由一对螺杆转子同步旋转实现,间隙的存在使转子运行时不会因热膨胀而卡住,同时还可以抽除一些含有粉尘的颗粒性气体和易燃易爆气体。
(4)故障少,易于维修。泵腔内只有一对互相啮合的螺杆转子,工作稳定、安全高效。
(5)气体通路短。气体在泵内输送路径短,对等螺距螺杆转子而言,气体在输送过程中没有压缩,避免了反应物堆积,有利于气体快速排出。
