螺杆真空泵的特点与应用

2013-05-08 姜燮昌美国泰悉尔（中国）集团

　　本文首先介绍了近年来螺杆真空泵的发展现状，其次对美国泰悉尔公司生产的TSP系列螺杆真空泵及KDS425螺杆真空泵的性能参数和结构特点作了详细的叙述，最后介绍了螺杆真空泵在制药行业溶媒回收、石化行业汽油蒸汽回收及在空间模拟方面的应用。

1、概述

　　真空获得设备是一个量大面广的产品，它是真空工程配套不可缺少的基础元件。

　　近年来，随着真空技术应用领域的不断扩大，各种真空获得设备增长亦非常迅速。为满足真空应用发展的需要，特别是老产品不断更新，新产品不断出现，真空获得设备的发展正在进入一个新的时代。其特点是：降低泵的振动和噪声，提高长期运行的可靠性，处理大量可凝性和挥发性气体，降低能耗和运行成本，消除废液处理和对环境的污染;要求耐腐蚀，耐粉尘以及获得清洁、无油的真空环境等。

　　根据上述要求迫使真空获得设备制造厂家不断改进老产品的特性。如滑阀泵具有抽速大、性能稳定、经久耐用等特点，但它的运动部件的惯性力和惯性力矩所产生的振动一直引起人们的注意;如美国KINNEY 公司研制出三缸结构的滑阀泵，可实现滑阀组件自身平衡，降低了泵的振动与噪声，这种三缸内平衡的结构设计，可使滑阀泵的安装无需地脚螺栓固定，无需特殊的地基，可以直接安放在任何能支撑其重量的地面或支架上，因而大大方便了用户的使用。又如罗茨泵在清洁或腐蚀性工艺中的应用，在半导体、平板显示、薄膜太阳能电池以及其他工况条件非常苛刻的化工、制药等行业，大都采用罗茨真空泵与干式真空泵组成的真空机组。

　　一方面可以减少干泵尺寸，提高机组在中真空范围的抽速，另外极限真空度也能提高一个数量级。根据罗茨泵的抽气机理，从原则上来说应该是无油的，但是罗茨泵的转子必须由轴承来支撑和精密的同步齿轮来传动，这些轴承和齿轮均需要润滑系统。当真空系统抽除腐蚀性气体或蒸汽时，润滑油亦会受到侵蚀。美国Tuthill 罗茨泵的密封装置有五点机械密封(KMBD 系列)，即除了在电机的输入端采用机械密封外，其余四个机械密封都用来作为泵腔与油箱之间的密封。这种全部是机械密封的罗茨真空泵特别适合于在工艺气体腐蚀性很强的场合应用。为了防腐蚀，这种罗茨泵的内部凡是接触到工艺气体的表面都要经过涂层处理(Ni 0.076 mm+Cr 0.005 mm)，所有密封圈材料为全氟橡胶。

　　除此之外，各真空泵制造厂家还根据需要不断研发出新产品，而干式真空泵己成为当前真空获得设备行业的最大热点。螺杆式真空泵是上世纪90 年代出现的一种比较理想的干泵，其结构紧凑，抽速大，真空度高，可直排大气，工作部件无摩擦，寿命长。由于泵腔内无油、无水，不存在油蒸汽排放和废液处理问题，因而是本世纪环保首选产品。螺杆真空泵的工作原理如图1 所示，它是由一对同步齿轮带动一对逆向旋转的螺杆保持一定间隙而实现非接触的啮合，为了减少泄漏，要求螺杆的加工精度很高。这种泵可以处理含一定量的液体和含有微小颗粒的工艺气体，因而非常适用于半导体、太阳能薄膜、化工、制药等应用领域。

螺杆真空泵工作原理图