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提高泵的真空度的方法

作者:蔡东俊 人气:43990 日期:2020-11-18 07:58:47

 

                  提高泵的真空度的方法


    真空泵是一个直接影响到真空成套设备性能质量的必不可少的基础产品。真空真空系统可以分成:高、超真空到粗、低真空,其产品大致可分14大类: 高、超真空—低温泵、分子泵、溅射离子泵、钛升华泵、扩散泵。中真空—干泵、双级旋片泵、罗茨泵、油增压泵、水蒸气喷射泵。粗、低真空——单级旋片泵、滑阀泵、液环泵、往复式真空泵。
    真空泵的市场根据用户的需要而发生动态变化。市场增长的主要驱动力来自于半导体工业的迅速发展以及干泵和分子泵应用领域的日益扩大目前,全球真空炉市场的年销售额约20亿美元,年增长率在7%左右。我国生产真空炉的厂家很多,全部真空炉的年销售额大约在1.5亿元左右,仅相当于美国Kinney公司一家真空炉的年销售额。通过对全球真空炉市场的分析我们可以看出,各类真空炉的市场及应用领域都在不断变化和发展。我国真空炉制造业有着悠久的历史和雄厚的基础,国产真泵已经在各个不同领域得到应用并经过验证,有些泵还出口国外,得到国外用户的认可并受到好评,应该说我国真空泵制造业在国内外市场仍然有着巨大的发展空间。
  1.液环泵
  虽然液环泵属于粗真空炉,但在我国的石油、化工、电力、轻纺、造纸、医药等领域仍然有着很大的市场。在国外,液环泵的销售额占全部真空炉市场的14%,仅次于干泵,所以Nash、Seimems和Kinney等公司都在我国投资建厂或建立销售网络,不断扩大在我国的市场份额。由于液环泵大部分是铸件,加工要求也不高,属劳动密集型产品,所以国产液环泵在价格上有竞争优势,关键是要改进设计,缩小体积,减轻重量,提高效率,降低能耗。
  2.滑阀泵
  由于滑阀泵比较耐用、可靠,国内外各种真空炉、镀膜机以及干燥、浸渍等设备都是用滑阀泵作为前级泵,但是滑阀泵铸件重,加工工作量较大,所以国外各真空厂都在中国寻找合作伙伴。为了使国产滑阀泵能够进入国际市场,必须进一步降低泵的振动噪声,杜绝喷油和漏油,提高滑阀泵长期运行的可靠性。
  3.直联旋片泵 、油封式机械泵 单级油封旋片泵
  随着真空技术在各个应用领域的不断扩大,直联旋片泵的需求量越来越大。由于这种泵数量很多,加工装配工作量很大,价格又很低,所以有的国外真空厂商在中国建立专业厂。国产中小型直联旋片泵在技术上已经过关,价格又远比国外的泵便宜,所以国产泵仍然有竞争优势,关键是要解决轴封漏油以及旋片材料和真空炉油的性能质量问题,确保直联泵在高速、高温下性能稳定和运行可靠,同时还要进一步提高国产直联旋片泵抽除水蒸气的能力。
参数抽速: 10—1200m³/h
SV10B,SV16B,SV25B,SV40B,SV65B,SV100B的极限真空度为 <0.5mbar(无气镇分压强) <1.5mbar(带气镇分压强) SV200,SV300,SV500,SV630,SV750,SV1200,SV1200的极限真空度为 <8*10-2mbar(无气镇分压强) <7*10-1mbar(带气镇分压强)
特点
排水蒸汽能力强、抽速大、
环保双级油封旋片
泵参数抽速: 4—65m³/h 极限真空度:10-4mbar(无气镇分压强) 2*10-3mbar(无气镇全压强) 5*10-3mbar(带气镇全压强)
特点 强制润滑、内置自动防返油阀、进气口水平和垂直两种
安装方式、工作原理
1、单级旋片泵:泵主要由定子、旋片、转子组成,在定子缸内偏心地装有转子,转子槽中装有两块旋片,由于弹簧弹力和旋片离心力作用使旋片紧贴于缸壁,当转子在定子缸内旋转时周期性地将进气口方面容积逐渐扩大而吸入气体,同时逐渐缩小排气口方面容积将已吸入气体压缩从排气阀排出。
2、双级旋片泵: 由两个工作室组成,两室前后串联,同向等速旋转。无油真空泵螺杆式无油压缩真空泵参数抽速: 250—630m³/h 极限真空度:<0.01mbar 电机功率: 15KW 噪音: 75dB 特点维护简单,不易出现故障,寿命长工作原理分为吸气、压缩开始、压缩结束、排气四个过程,随着泵转子的转动,吸气过程开始,当吸气过程结束后,压缩过程开始,泵进入压缩阶段,当压缩过程结束时,泵排气过程开始,最后为排气过程,将被抽气体排出。
活塞干泵参数抽速: 15—38m³/h 极限真空度:3*10-2mbar 排水蒸气能力:30mbar
特点 结构简单,方便维护,低能耗,坚固耐用工作原理 通过曲轴连杆机构的作用是使汽缸内的活塞做往复运动,当活塞在汽缸内从左端向右端运动时,由于汽缸左端体积不断增大,汽缸内气体密度减小,而形成抽气过程,此时容器中的气体经过吸气阀进入泵体左腔,当活塞达到最右位置时,汽缸内就完全充满了气体,接着活塞从右端向左端运动,此时吸气阀关闭排气阀打开,将气体排到大气中,完成一个循环。
膜片泵参数单级膜片泵 DIVAC 0.6、1.2、2.2
抽速: 0.6—2.2m³/h 极限真空度:100mbar 噪音: 51—60dB 双级膜片泵 DIVAC 0.6L、1.2L、2.2L 抽速: 0.6—2.2m³/h 极限真空度:8mbar
特点 无油真空泵,可选配气镇阀,耐水蒸气能力强,可抽除任何化学介质,体积小,易保养维修工作原理 暂缺涡旋式干泵 SC5D 15D 30D 参数抽速: 5—30m³/h 极限真空度:0.05—0.01mbar 特点 体积小、噪音低、低能耗、工作原理 压缩腔一面向中心处移动,压缩腔的容积一面连续逐渐变小,一个压缩腔从吸气,经压缩,最后排气。
  4.机械式增压罗茨泵
  从国外罗茨泵生产情况来看,国外几家大公司,如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC,他们各家罗茨泵的销售额占全球罗茨泵销售额的比例都没超过5%,这5家总计才20%,罗茨泵产量不大,但国外罗茨泵的价格远比国产泵要高得多。目前,国内外几乎所有大型或小型的高真空和中真空系统,为了缩短抽气时间、提高生产效率都配有罗茨泵,所以国产罗茨泵一定要在占领国内市场基础上设法进入国际市场,这样就必须进一步降低国产罗茨泵的振动噪声,彻底解决轴封漏油问题,改进泵的外观质量,提高泵内的光洁度和清洁度。另外,还要考虑到有些国家和地区的电源频率为60Hz,更要确保罗茨泵在提高转速的情况下长期运行的可靠性。
  目前,国内气冷式直排大气罗茨泵进展很快,技术上已经成熟。由于这种泵在排气口的下面装有气体冷却器,其中一部分被冷却的气体通过管道返回泵腔以冷却转子,从而使压缩热得平衡,所以这种泵可以直排大气。为了满足不同极限真空度的要求,这种泵可以串联使用,一般前面加一台气冷式直排大气罗茨泵,所达到的极限真空要比前级泵高一个数量级。这种泵由于在泵腔内没有工作介质,实际上也是属于干泵。目前,这种气冷式直排大气罗茨泵及机组已经在石油、化工、塑料、农药、汽轮机转子动平衡、航空航天空间模拟等装置上得到了长期运行的考验,所以应该在国内大力推广和应用。
参数抽速: 250—2050m³/h 3900—16000m³/h 特点 采用冷风,加工精度高,震动小,噪音低,分立式和卧式,与无油前级泵组合可组成无油真空机组,可以与变频器配合使用,增加或降低抽速工作原理 被抽气体由进气口进入转子与泵体之间,一个转子和泵体把气体与进气口隔开,被隔开的气体在转子连续不断的旋转过程中被送到排气口。油扩散泵 DIP50000扩散泵参数抽速: 3000—50000L/S 极限真空度:<10-8mbar
特点 预热时间短,重量轻,可在不停泵的情况下更换加热棒,装有防过热装置,有油观察窗工作原理 泵油在真空中加热到沸腾温度,产生大量的油蒸汽,油蒸汽经导流管由各级喷嘴定向告诉喷出,由于进气口附近被抽气体的分压力高于蒸汽流中该气体的分压力,所以被抽气体分子就不断扩散到蒸汽流中,油蒸汽撞击被抽气体分子,使被抽气体分子沿蒸汽流束的方向告诉运动,气体分子碰到泵壁又反射回来,再受到蒸汽流的碰撞而重新沿蒸汽流方向流向泵壁,经过几次碰撞后,气体分子被压缩到低真空端,再由下几级喷嘴喷出的蒸汽流进行多级压缩,最后由前级真空泵抽走,而油蒸汽在冷却的泵壁上被冷凝后又返回到油锅中重新被加热,如此循环工作。
  5.涡轮分子泵
  分子泵在国外半导体领域里的许多工艺场合是用来代替低温泵,尤其是溅射、刻蚀和LCVD等装置都彩复合分子泵和牵引泵作为主泵。由于分子泵对水蒸气的抽速仅为同口径低温泵抽速的四分之一,所以分子泵的排气时间比低温泵长。为了提高抽速,国外在分子泵的入口侧装一个-130℃~-150℃的低温冷板,称之为低温分子泵,水蒸汽被低温板捕获,其他气体则由分子泵抽走。这种低温分子泵在真空镀膜装置上应用,既提高了生产效率又改善了膜层质量。随着我国半导体工业、薄膜产业和科学研究事业迅速发展,分子泵应该是我国真空炉制造业发展的重点。首先,分子泵要从小到大建立完整系列,并研究开发各种复合分子泵、牵引泵和低温分子泵,以满足不同场合的需要。 

参数

抽速: 50—600L/S 极限真空度:<10-10mbar

特点 陶瓷轴承为脂润滑,无维护运行时间长,安装方便,风冷水冷两种选择,对空气压缩比大工作原理 靠高速转动的转子携带气体分子获得超高真空,转子和定子都装有多层涡轮叶片,转子与定片叶片的倾斜面方向相反,每一个转片处于两个定片之间,转子高速旋转,迫使气体分子通过叶片从泵的上部流向出口,从而产生抽气作用,排出的气体经排气管道由前级泵抽走。

  6.干泵
    国外干泵市场的不断增长,其主要驱动来自于半导体行业、化学工业、薄膜产业的迅速发展。在日本,半导体行业已全部用干式真空炉代替油封式机械泵,欧美半导体行业45%以上用干式真空炉代替了油封式机械泵,大大提高了产品的性能和质量。为了满足不同应用领域和不同工况的要求,国外有多级罗茨真空炉、多级爪式真空炉、螺杆式真空炉、涡旋式真空炉、往复式活塞真空炉以及涡轮式无油真空炉等。极限压力从10Pa~10-2Pa,抽速从20m3/h~500m3/h。据统计,目前国产干泵的应用还不足1%,国内半导体工业用的干泵全部从国外进口,其价格十分昂贵。所以,我国应大力研究开发干泵,使干泵成为我国真空工业新的经济增长点。

        7、复合分子泵

参数

抽速: 70—1600L/S 极限真空度:10-9mbar 最大允许前级压强:6—14mbar

特点 转子叶片一次成型,高效风冷系统,结构紧凑,安装方便,需要维护是自动提前报警,通过通讯接口可与掌上电脑、PC或PLC联络读取各项数据

工作原理 整理中

      8、磁悬浮分子泵 MAG830,1300,1500,2200,2700,2800,3200,经典2000

参数

抽速: 700—3200L/S 特点 转子坚固,长期运行温度可达120度,转子及定片采用莱宝专利技术涂层,寿命长分子泵运行温度可调节,储存运行数据,控制器与泵无识别,可互换工作原理 暂缺低温冷凝泵 低温泵是气体捕集泵,它的工作原理包括低温冷凝、低温吸附和低温捕获。

       9、低温泵

参数

抽速: 800—3000L/S(对氮气)极限真空度:10-3——10-11mbar 特点抽速大,特别是对水蒸气抽速极大,无碳氢化合物的污染,可以用来生产洁净的高真空和超高真空,几台低温泵同时工作可共用一台压缩机,发生意外,泵内气压超过150mbar时,安全阀自动打开,再生迅速,彻底。工作原理 用低温介质将抽气面冷却到20K以下,抽气面就能大量冷凝沸点温度比该抽气面温度高的气体,产生很大的抽气作用,就是用低温气体表面冷凝而达到抽气目的。

真空系统用油使用注意事项 、换油方法、处理方法:
   将油泵的油全部放出,然后用乙醚清洗2-3次,放置几小时后让乙醚尽量挥发干净。再装上2T 型润滑油,真空度效果很好 。
                  真空泵油使用注意事项:
   真空设备用油在密封条件下保质期可以达到三年;油品应存放阴凉干燥处;  油桶打开使用后,剩余的油应盖好密封盖。同时尽快用完剩余的部分,切勿混入其他粉末和液体杂质;  环境工具应保持干净,若用溶剂清洗后应烘干使用;  根据真空泵的结构精度和使用环境,应选用相应精度品质的油品。
                   真空泵换油操作方法: 
  将泵从系统上拆下,用干净的方盘接在放油孔下。旋下注油塞和放油塞,放出污油。断续启动电机 4~6 ,使各真空小室内的油全部排出。然后从各抽气管加入干净的真空泵油 200~300CC 。断续启动电动机,再次清洗各真空室。这样经 2~3 次重复清洗,放光清洗用油,旋上放油塞。从注油塞处加入干净的真空泵油到视窗口的中心位置,旋紧注油塞不使漏气。换油最好在油温升高后进行。对泵严禁用煤油、汽油、酒精等作非拆的清洗。平时也要注意保护进气口,检查滤网,防止灰尘、杂质进入泵内,弄污泵油,损坏真空室。
                           常见问题及解决方法:

问题
原因
解决方法
真空管路或系统内返油
1.油蒸汽返流至真空管路或系统中
2.油蒸汽压不对
3.停泵时,油返流
4.截流阀板上的密封件损坏
5.抽气管路底部密封件腐蚀或损坏
1.清洗泵后换符合要求的油
2.清洗泵后换符合要求的油
3.检查并更换截流阀
4.更换截流阀板
5.更换抽气管路,修理密封件
系统工作时温度过高
1.缺油
2.抽气口与排气口错误连接
3.供油管线堵塞
4.油泵出现问题
5.油泵中外来物堵塞
6.环境温度达到或超过油蒸汽压
7.油蒸汽压低于指标
8.工作气体温度过高
1.加油
2.抽气管线与抽气口连接
3.断开泵连接,清洗并更换符合要求的油
4.修理或更换油泵
5.清理油泵
6.降低环境温度并注意空气流通
7.更换符合要求的泵油
8.更改工艺或加冷却系统
排出废气在泵附近泄漏
1.排气口O型密封圈损坏
2.油箱表面密封垫损坏
3.泵体表面密封垫损坏
1.更换新型密封圈
2.更换油箱表面密封垫
3.更换泵体表面密封垫
烟尘或油雾过重
1.油量过多
2.气镇阀开启
3.滤油网损坏
1.减少油量
2.关闭气镇阀
3.更换滤油网
油颜色变深
或浑浊
1.油在肮脏工艺过程中受到污染
2.油不合适
3.油不足
4.真空漏率过大
5.惰性保护气体不足
1.更换泵油或清洗
2.清洗后用规定的泵油
3.加注足量泵油
4.修理泄漏处,或更换泵油
5.工艺过程中含有腐蚀性、危险性或放射性气体时必须加足量保护气体
停泵时系统中出现空气
1.系统泄漏 2.密封阀损坏
1.修理部件 2.修理密封阀
异常噪音
1.连接件损坏
2.缺油
3.油泵磨损或损坏
4.叶片损坏
5.排气阀板上无滤网
6.电机轴承出现问题
1.更换连接件
2.加油
3.修理或更换油泵
4.拆下油泵,更换叶片
5.加滤网
6.修理电机
泵油消耗过多
1.出油口密封圈磨损
2.油封损坏或安装错误
3.油套损坏或腐蚀
4.进油口或出油口泄漏
5.泵体与油封间垫片泄漏
1.更换密封圈
2.更换新油封,检查进油管线
3.更换油套
4.更换新O型圈
5.更换垫片
泵不能启动
1.泵粘死
2.泵油粘度过高
3.油泵磨损或外来物集聚
4.电机电压不符
5.连线错误
6.电机出错
1.拆泵修理
2.保持室温高于12℃或换油
3.更换损坏件或清理
4.更换电机
5.检查并修理线路
6.更换电机
泵达不到
极限真空度
1.气镇阀开启
2.抽气管太细
3.排气管直径小于排气口直径
4.真空系统有泄漏处
5.系统主阀问题
6.油不合适
7.油被污染或油量太少
8.供油管堵塞
9.轴上油封损坏
10.挡板安装错误
11.排气阀破损
12.真空计损坏
1.关闭气镇阀
2.更换合适直径的抽气管
3.更换合适直径的排气管
4.修理系统漏点
5.修理主阀
6.使用符合规定的油
7.换油或加油
8.拆开泵体维修
9.更换油封
10.拆下正确安装
11.更换排气阀
12.修理真空计
排气速度太低
1.抽气与排气管直径太小或管长度太长
2.油被污染
3.主阀破损
4.进气口滤网被堵塞
5.泵油不对
6.真空系统泄漏
7.泵指标低于系统要求
1.更换成符合要求管线
2.更换泵油
3.更换主阀
4.清洗滤网
5.更换成要求泵油
6.修理泄漏处
7.更换成满足要求泵
 
 
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