螺桿真空泵在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向

2013-04-29 真空技術(shù)網(wǎng) 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  自從第一臺(tái)工業(yè)上可運(yùn)行的干式泵1984年在日本運(yùn)行以來(lái),許多無(wú)油真空泵如雨后養(yǎng)筍般迅速發(fā)展起來(lái),其中以日本、美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)最為先進(jìn)。美國(guó)Varian(瓦里安)公司生產(chǎn)的DVP系列產(chǎn)品,其真空度可以達(dá)到10-2Pa,這是目前報(bào)道的單級(jí)干式真空泵中真空度最高的產(chǎn)品之一。而德國(guó)Sterling SIHI公司在1997年研制成功的SIHIdry是世界上第一臺(tái)直正意義上的干式真空泵,它能滿(mǎn)足流程工業(yè)中最苛刻的要求,該產(chǎn)品榮獲德國(guó)“1998年年度技術(shù)革新獎(jiǎng)”。以上兩種真空泵均于沿轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度上填充聚四氟乙烯用作泵的密封以保持良好的密封性能,它們同時(shí)也是無(wú)油真空泵的典型產(chǎn)品。

  雖然干式真空泵的種類(lèi)越來(lái)越多,但是通常的機(jī)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(jí)數(shù)進(jìn)行串連的羅茨泵,其缺點(diǎn)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(lèi)所不具各的很多優(yōu)點(diǎn),而這些優(yōu)點(diǎn)則保證了干式螺桿真空泵的先進(jìn)性及在應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。

  國(guó)外關(guān)于螺桿真空泵性能的研究有許多內(nèi)容。。英國(guó)Rietschle有限公司根據(jù)螺桿式壓縮機(jī)原理設(shè)計(jì)出一種雙螺桿干式真空泵,采用了許多新技術(shù),并已形成批量生產(chǎn),該公司已成為世界低壓與真空技術(shù)中的領(lǐng)軍人物之一。美國(guó)Tuthill真空設(shè)備有限公司手2002年推出一款用于氣體處理的新型Kinney干式螺桿真空泵,該KDPH-120型螺桿泵采用可變嚙合設(shè)計(jì),比其他類(lèi)TJ的真空泵耗能減少約30%。普旭是全球最有影響力的真空設(shè)備制造商之一,為客戶(hù)提供了數(shù)量眾多的真空泵及真空系統(tǒng)。普旭BUSCH的無(wú)油螺桿真空泵系列于2003年通過(guò)了應(yīng)用材料公司美國(guó)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。應(yīng)用材料公司在美國(guó)實(shí)驗(yàn)室將普旭BUSCH的無(wú)油螺桿真空泵系列與其設(shè)備安裝在一起進(jìn)行測(cè)試,經(jīng)過(guò)一年檢測(cè),結(jié)果證明普旭真空泵系列與其設(shè)備結(jié)合測(cè)試的效果最好。之后普旭又于2004年推出了表面經(jīng)特別強(qiáng)化的螺桿真空泵系列,可以抵抗日前己知的絕人多數(shù)活潑氣休的腐蝕。另外還有其他一些文獻(xiàn)對(duì)螺桿真空泵的性能等方面進(jìn)行了較多的研究。在國(guó)內(nèi),有關(guān)干式螺桿真空泵的研究文獻(xiàn)很少。只有上海博匯真空設(shè)備有限公司的周寶洪研制了一種干式真空泵,并申請(qǐng)了專(zhuān)利,但是并未見(jiàn)有成品報(bào)道。

  目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于雙螺桿干式真空泵轉(zhuǎn)子型線(xiàn)設(shè)計(jì)方面的報(bào)道很少,主要內(nèi)容集中于對(duì)螺桿真空泵性能的預(yù)測(cè)與配套裝置、材料、加工方法設(shè)備、螺桿泵的配件、密封條件等等內(nèi)容的改進(jìn)。

  目前由于各國(guó)多對(duì)自己的螺桿泵技術(shù)進(jìn)行保密和競(jìng)爭(zhēng),而我國(guó)在螺桿泵的設(shè)計(jì)方面仍然有很多具體的細(xì)節(jié)和技術(shù)難題還沒(méi)有解決,在螺桿泵的設(shè)計(jì)方面沒(méi)有達(dá)到世界一流水平。在具體的螺桿泵的加工制造上,局限于我國(guó)的生產(chǎn)設(shè)備和加工條件,我國(guó)生產(chǎn)的螺桿泵自動(dòng)化程度不高,精度也不高,在一些高檔的螺桿泵上仍不能獨(dú)立制造。因此中高檔的真空泵仍然主要依賴(lài)于進(jìn)口。

  對(duì)于所有類(lèi)型的真空泵,人們都希望能夠?qū)F(xiàn)有的真空泵的物理尺寸盡量減小。但是這一點(diǎn)與真空泵的抽氣速率相矛盾。因?yàn)檎婵毡玫某闅馑俾逝c真空泵的容積成正比,物理尺寸小意味著容積也小。當(dāng)然還有一個(gè)影響真空泵抽氣速率的因素,那就是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速。而想要提高真空泵的轉(zhuǎn)速可以采用變頻器來(lái)改變電源的頻率或者改變齒輪箱的傳動(dòng)比。前者可以提供一個(gè)閉環(huán)控制,但是在大負(fù)載的情況下容易引起扭矩的損失。而改變齒輪箱的傳動(dòng)比是比較經(jīng)濟(jì)的一種方法,但是它只能提供不可控的單一轉(zhuǎn)速。國(guó)外目前開(kāi)發(fā)較多的是高轉(zhuǎn)速的真空泵系列。