各種真空泵講稿

1、關(guān)于各種真空泵第一張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月機(jī)械泵（低真空泵）目前主要為渦旋式真空泵一，立式油潤滑渦旋真空泵二，水冷干式渦旋真空泵三，風(fēng)冷干式渦旋真空泵四，帶波紋管密封的干式渦旋真空泵第二張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月立式油潤滑渦旋真空泵該泵的徑向間隙具有易于密封和控制的優(yōu)點(diǎn)。與當(dāng)時市場上廣泛使用的旋片真空泵相比，渦旋真空泵具有更高的容積效率。同時此款式真空泵表明了渦流真空泵的高效性，并對如何消除余隙容積、控制間隙等提出了有效的方法。但是由于沒有冷卻裝置，導(dǎo)致該真空泵的應(yīng)用受到了很大的限制。同時隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，此系統(tǒng)無法滿足清潔以及耐腐蝕的要求。第三張，PPT共十

2、六頁，創(chuàng)作于2022年6月水冷干式渦旋真空泵隨著渦旋真空泵在半導(dǎo)體行業(yè)中應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，人們開始致力于干式渦旋真空泵的研究。于是人們研究出泵腔內(nèi)不含任何油類跟液體的干式渦旋真空泵。其中采用水冷的方式解決泵內(nèi)各部件的潤滑和冷卻等問題的為水冷干式渦旋真空泵。冷卻水通過主軸內(nèi)的通道對電動機(jī)、軸承、軸封等處進(jìn)行冷卻。為了避免泵腔內(nèi)氣體因溫度過低而凝結(jié)，冷卻水并不對工作腔進(jìn)行冷卻。還有效地解決了動靜盤熱力變形造成的相互接觸，離心力造成的動盤振動等問題。缺點(diǎn)就是冷卻水回路卻不可避免地造成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。第四張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月風(fēng)冷干式渦旋真空泵為了解決水冷結(jié)構(gòu)造成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，人們又

3、研制了采用風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻的干式渦旋真空泵。即風(fēng)冷干式渦旋真空泵。為了提高泵的抽速、渦盤采用雙側(cè)渦圈結(jié)構(gòu)。該渦圈結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于：抽速是普通渦圈的2倍。動盤的軸向力具有自平衡的特點(diǎn)。主軸上裝有兩個冷卻風(fēng)扇，分別位于兩個靜盤的端部。主軸轉(zhuǎn)動時帶動風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動，達(dá)到對渦盤的冷卻效果。同時它采用了半封閉式結(jié)構(gòu)，解決了電動機(jī)的冷卻問題。從而使真空泵的結(jié)構(gòu)更加緊湊，更加易于裝配。但是雙側(cè)渦圈結(jié)構(gòu)要求動盤具有較高的軸對稱性，加工難度較大第五張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月帶波紋管密封的干式渦旋真空泵B O C公司也推出了一種采用風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻的干式渦旋真空泵，該泵采用全封閉式結(jié)構(gòu)，渦盤為單側(cè)渦圈結(jié)

4、構(gòu)，冷卻風(fēng)扇安裝在靜盤的端部。它最大的特點(diǎn)在于動盤與機(jī)架之間通過金屬波紋管進(jìn)行連接，具有以下兩個主要的優(yōu)點(diǎn)：波紋管結(jié)構(gòu)提供了密封作用，將泵內(nèi)的真空環(huán)境與外界環(huán)境進(jìn)行了隔離，從而最大限度地避免了泵內(nèi)工質(zhì)向大氣的泄漏，拓展了渦旋真空泵的用途，可以對某些特殊氣體進(jìn)行抽除。波紋管結(jié)構(gòu)提供了防止動盤自轉(zhuǎn)的作用，替代了常用的曲拐防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)更緊湊。波紋管結(jié)構(gòu)可以根據(jù)動盤受力的變化提供軸向和徑向的補(bǔ)償，提高了密封的效果。但是目前的金屬波紋管主要用于管路中，工作時處于靜止的狀態(tài)。而在渦旋真空泵中，波紋管工作時則處于運(yùn)動的狀態(tài)。因此，它必須具有較好的柔性。但是目前市場上的金屬波紋管大多顯得硬度有余而柔性

5、不足。為此，研制出合適的金屬波紋管是這一結(jié)構(gòu)有效應(yīng)用于干式渦旋真空泵的重要前提之一。第六張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月總結(jié)目前市場上是比較常見的是風(fēng)冷干式渦旋真空泵和帶波紋管密封的渦旋真空泵。前者在結(jié)構(gòu)上更緊湊，更易于裝配；后者的密封性能較好，適合用于對某些特殊氣體的抽除。但是它們在制造中各有技術(shù)難點(diǎn)，并不利于國內(nèi)干式渦旋真空泵的工業(yè)化生產(chǎn)。目前干式渦旋真空泵在國內(nèi)的發(fā)展尚屬于起步階段，產(chǎn)品主要依賴于進(jìn)口。而具有價格合理，易加工，結(jié)構(gòu)緊湊及高效可靠等特點(diǎn)的干式渦旋真空泵，將是該類型產(chǎn)品未來發(fā)展的趨勢。也是目前國內(nèi)應(yīng)大力開發(fā)的高效機(jī)械真空泵的研究方向。第七張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于20

6、22年6月高真空泵分子（增壓）泵擴(kuò)散泵離子泵第八張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月分子泵分子泵特點(diǎn)1，結(jié)構(gòu)簡單, 運(yùn)行可靠, 能承受大氣沖擊；2，兼有中、高真空雙重性能；3，能獲得清潔真空；4，能耗低；5，易于研制抽速10000 L/S 以上的大型泵；第九張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月分子泵分子增壓泵的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示。由泵殼(1)、轉(zhuǎn)子(2)、端蓋(3)、軸承(4)、2# 靜輪(5)、動密封輪(6)、1# 靜輪(7)、柱面靜輪(8、9、10) 等組成。轉(zhuǎn)子的基本結(jié)構(gòu)如圖2 所示, 中部為8 只(實(shí)際泵中為14 只) 平盤動輪(11) , 平盤動輪兩側(cè)分別設(shè)有2 只同軸的柱

7、面動輪(12、13)。相鄰平盤動輪之間依次設(shè)有1# 靜輪、動密封輪和2# 靜輪, 其中, 5 只(實(shí)際泵中為9 只) 1# 靜輪位于中部, 兩側(cè)各有1 只(實(shí)際泵中為2 只) 2# 靜輪, 2# 靜輪和1# 靜輪之間設(shè)有1只動密封輪。第十張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月分子泵平盤動輪如圖3 所示, 內(nèi)側(cè)設(shè)有6 個等分的連通氣孔(14)。1# 靜輪和2# 靜輪的結(jié)構(gòu)相同, 如圖4 所示, 由6 片均布的螺旋狀葉片(15)和固定環(huán)(16) 組成。5只1# 靜輪與平盤動輪組成5 組并聯(lián)的雙重牽引分子泵抽氣單元, 構(gòu)成第一抽氣級。2# 靜輪與平盤動輪組成左、右各1 組雙重牽引分子泵抽氣單元,構(gòu)

8、成第二抽氣級。兩只動密封輪各自由兩組串聯(lián)的Siegbahn 分子泵靜輪構(gòu)成。柱面動輪(12) 的外側(cè)和柱面動輪(13) 的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有一只Holweck分子泵靜輪(8) 和( 10) , 兩只柱面動輪之間設(shè)有一只雙面設(shè)有串聯(lián)抽氣槽的Holweck分子泵靜輪(9) , 它們共同組成4 組串聯(lián)的Holweck分子泵抽氣單元, 構(gòu)成壓縮級。第十一張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月分子(增壓)泵分子泵是在內(nèi)部有一個圓柱形高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,氣體分子從轉(zhuǎn)子上得到一定的動量,使分子自進(jìn)氣口朝向出氣口方向運(yùn)動,達(dá)到抽氣目的。被抽氣體由泵口(17) 進(jìn)入, 經(jīng)第1 抽氣級抽至平盤動輪的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)軸處, 再經(jīng)平盤

9、動輪上的連通氣孔(11) 分成左右兩路, 依次經(jīng)過各自的第二抽氣級和壓縮級, 最后, 經(jīng)前級氣體通道(18) , 從排氣口(19) 排出。第十二張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月分子（增壓）泵與渦輪分子泵性能比較渦輪分子泵(立式) 的優(yōu)勢:體積小、重量輕, 適用于尺寸緊湊的設(shè)備。但臥式渦輪分子泵不存在本項優(yōu)勢。分子增壓泵的突出優(yōu)勢:1) 結(jié)構(gòu)簡單, 能承受大氣沖擊;2) 優(yōu)異的中真空性能, 1 200 Pa 壓強(qiáng)范圍具有強(qiáng)勁的抽速;3) 能用于大型真空設(shè)備的“沖洗抽氣”, 縮短抽氣時間50%;4) 能研制抽速10000 L/s 以上的大型泵。第十三張，PPT共十六頁，創(chuàng)作于2022年6月

10、分子（增壓）泵與羅茨泵的性能比較羅茨泵的優(yōu)勢：1) 運(yùn)行壓強(qiáng)高, 排氣流量大。在50 1000 Pa 壓強(qiáng)范圍長時間運(yùn)行的場合, 羅茨泵是目前的最佳選擇。若僅短時間越過該壓強(qiáng)范圍, 仍可采用分子（增壓）泵, 200 1000 Pa 壓強(qiáng)范圍的抽氣, 可延長前級泵抽氣時間來解決。2) 羅茨泵的價格略占優(yōu)勢, 但該泵能耗太高,該項優(yōu)勢無實(shí)質(zhì)性意義。分子（增壓）泵的優(yōu)勢：1) 在10 Pa 以下壓強(qiáng)范圍, 抽速大幅度高于羅茨泵;2) 能獲得清潔真空;3) 能耗僅為同抽速羅茨泵的5% , 1 年節(jié)約的電費(fèi), 已能收回分子(增壓)泵的投資;4) 體積、重量, 不到羅茨泵的1/10。第十四張，PPT共十六頁，創(chuàng)