浮动式涡旋干泵的结构设计与特点.doc

　　涡旋干泵以其特有的性能优势，一直是真空清洁获得设备行业备受期待的产品传统涡旋干泵，因其密封技术及加工精度上所存在的弱点而使其在许多应用中无法发挥无油涡旋压缩技术的性能优势，因而限制其大量的应用浮动式无油涡旋干泵，通过精细的力平衡，充分发挥无油涡旋压缩技术的性能优势，从而使其成为清洁真空获得设备领域最受期待的新产品本文从涡旋真空泵的基本工作原理、传统涡旋干泵所存在的密封及加工精度问题进行剖析，进而引出浮动式涡旋干泵结构的特点及性能优势，最后通过实验数据对比，阐明微型浮动涡旋干泵的压倒性性能优势，并对今后的市场发展进行了展望  概述清洁无污染的真空环境一直是科学界和企业生产中所极力追求的理想真空环境，随着科学技术的不断发展提升，真空技术在各行各业应用的日益广泛工业社会对实现和保证真空状态下工艺过程的合理性、可靠性、安全性及其技术进步，不断地提出了新的要求涡旋干式真空泵作为 20 世纪 80 年代所发展起来的新型真空泵，由于其其他结构的真空泵所无法比拟的性能优点，一直备受业内的期待，但由于传统涡旋干式真空泵受到其结构特点及加工精度要求高的限制，未能充分发挥涡旋压缩结构的特点，将性能最优化，从而无法实现在实际工业生产中得到大规模的应用。

浮动式涡旋干泵结构解决了传统涡旋干泵结构中所存在的缺陷及限制，将涡旋干泵的性能推至更高的展次，产品更稳定、可靠，容积效率、性价比更高，()认为更适合应用于科学仪器、便携式仪器行业，半导体、新材料行业，生物制药行业，食品行业及一切对无油无污染要求更高的真空环境获得领域一、涡旋真空泵的工作原理　　涡旋真空泵的工作原理源自于 Creux1905 年的一项发明专利，该发明采用一对互相啮合的，其中一个固定，另一个做圆形平动的等螺距渐开线侧壁，研发一种压缩结构涡旋上任意一点的迪卡尔坐标值如下式所示：X=爆震来除水和水蒸气，而爆震结构恰恰降低了真空泵的极限真空由此可见，传统涡旋干泵设计结构虽然较其他传统干泵有较大的优势，但其未能将涡旋压缩技术的优点完全发挥出来，未能将涡旋干泵的性能提高到更高层次，限制了涡旋干泵的某些直接应用三、浮动式涡旋干泵的结构设计与特点　　浮动式涡旋压缩技术通过精细的力平衡，使得动涡旋盘在动态运行过程中，在无油或微油的条件下，始终与定涡旋盘保持适当的接触，达到完全密封状态，同时又把摩擦损失最小化，从而使容积效率和可靠性推到极致，成为最理想的清洁真空获得设备之一浮动式涡旋干泵因其精细的力平衡结构，使气体能在偏离绝热而接近等温过程中压缩，减少了功耗。

动涡卷盘可以采用铝以外的其他工程塑料以 PEEK 为例，在动态运行过程中可与铝质定涡卷盘直接接触密封，解决传统涡旋技术所存在的径向泄漏和切向泄漏的技术难题，提高其密封性，减少压缩腔之间的泄露，增加压缩效率和极限真空度同时 PEEK 材料与铝质阳极氧化膜的自润滑性能，能基本抵消其动定涡卷盘相互接触运动所产生的摩擦力，使泵在整个寿命过程中，一直处于最佳的工作、密封状态，不会因长时间工作而导致极限真空度降低、抽速变小的现象产生  图 4 浮动式涡旋干泵动涡卷图浮动式涡旋干泵结构的涡卷盘型线顶端设置有肥头结构，促使其理论死容积为零，结合动涡卷盘动态运动过程中的径向和轴向浮动能力，该种结构干泵的水蒸汽处理能力、粉尘容忍能力更强，不会因为在水汽过多的工作环境中，压缩凝结成过多液态水时，因水锤效应而导致泵直接受损因上述结构特点，使浮动式涡旋干泵，不仅不需要 PTFE 顶密封，而且在整个长时间连续工作过程中，几乎不受热胀冷缩作用影响，在整个寿命过程中，连续运行 1 万小时，动涡卷磨损不超过 0.1mm浮动结构使得动涡卷对其磨损能自动进行补偿相比于传统的无油涡旋干泵，浮动式涡旋干泵的更清洁、可靠，易损件更少，维护量更小，使用成本更低。

基于浮动式涡旋压缩技术，思科涡旋科技(杭州)有限公司现有系列化的真空泵产品其中微型真空泵抽速为 0.1 m3/hr ，0.3m3/hr、 1.2m3/hr 和 3m3/hr最高极限真空度分别为 30Pa 至 0.5 Pa;目前已成功应用于质谱仪、比表面仪、检漏仪、清罐仪以及科学研究和、芯片等半导体生产工艺过程中工业级产品两款，抽速为 18m3/hr 和 60m3/hr，最高极限真空度均为 0.1Pa，目前正在晶体生长炉、PECVD 等设备测试应用如图 5 所示，SVF-5 型微浮动式无油涡旋干泵，其最高极限真空度为 5Pa，尺寸为 182 侧向泄漏和径向泄漏的技术难题，动涡卷盘和定涡卷盘在运动过程中直接接触密封，去除了顶密封结构，同时把摩擦损失最小化，使得浮动式涡旋干泵将传统涡旋干泵的性能提高到更高的层次，增加了其直接应用领域，真正发挥出涡旋干泵的技术优势使浮动式涡旋干泵成为清洁获得设备的真正理想选择在小型和微型真空泵领域，浮动式涡旋干泵把真空度提高了 2 个数量级为洁净的高真空度的应用，如便携式质谱仪，微粒计数仪，真空站，检漏仪，及各种航空，航天，医药，食品等各种应用填补了空白我们看到自从我们的微型真空泵在展销会和公司网页上介绍以来，各大真空设备公司都向我们订购了微型泵的样机而且大都使用在便携式的真空设备的产品上。

中型和大型真空泵领域里在过去十年里，无油干泵已经逐步扩大和取代有油的各种真空泵在半导体制造领域的市场但是真空市场对于现有的无油干式真空泵的真空度和可靠性是不满意的，期待着能满足洁净无油，高真空度和运行可靠底产品我们的浮动式无油干泵是对市场的一个正面的回答凡是使用了我们的微型真空泵的各大真空设备制造公司，都明确表达了与我们合作的意愿我们对进入这个400 亿美元的真空泵市场的前景有期待也有信心参考文献1、杨乃恒：真空获得设备(第二版)[M].北京，冶金工业出版社，2001;2、杨广衍，滕普光，张鹏，郭海洋，涡旋真空泵的设计与操作[J].真空，2006(7);3、杨静，陈素君，涡旋真空泵-------一种具有发展潜力的无油泵[J].真空，2009(1);本文 浮动式涡旋干泵的结构设计与特点 为 首发，文章来自 东莞真空泵 东莞真空泵维修 M8H5 编辑。