新一代分子增压泵—深冷水气泵组合抽气机組.docx

新一代分子增压泵—深冷水气泵组合抽气机組 最近，我们采用4台抽速1,000L/s的分子增压泵+1台0.4m2 深冷水汽泵组成高真空抽气机組，成功取代了为Φ1600×1900大型蒸发镀膜设备配套的2台K-800扩散泵和1台ZJ-1200罗茨泵抽气机組，取得了以下优异成果： ■ 抽气能耗：2.5 度/炉，比原设备节省80%，年节电30~40万度/台，相当于每台设备减排CO2200~300吨/年 ■ 镀膜周期（粗抽时间相同）：12分钟，与原设备相同 ■ 真空质量：明显优于原设备 ■ 镀膜产品质量：优于原设备产品的质量，消除了膜层色泽泛黄现象 ■ 设备费用：比双扩散泵机组节省5 万元；比单扩散泵机组增加13万元，6个月节省的电费可收回增加的设备费 本项技术原则上还可以用于其它大型高真空设备，2台K-800扩散泵的抽速总和已超过目前最大的KT-1000油扩散泵因此，本项成果已说明：大型扩散泵+罗茨泵机组退出历史舞台的日子已经不远了 一、大型蒸发镀膜目前存在的问题 1.油蒸汽污染 大型蒸发镀膜设备容积大，气体负载重，目前普遍采用大型扩散泵、罗茨泵和滑阀泵机组抽气，存在油蒸汽污染严重，膜层结合力差，表面色泽泛黄，镀膜产品质量低等缺点。

油蒸汽污染的来源： ■ 蒸发镀膜低真空采用滑阀泵，或旋片泵抽气，这二种泵的本底油蒸汽压为10-1Pa ■ 中真空区段通常采用罗茨泵抽气罗茨泵的最大压缩比不超过50，而且与气体种类几乎无关，因此，该泵只能将滑阀泵的油蒸汽污染降低1 个数量级加上该泵采用有油轴承，轴承与镀膜室之间存在直通通道，因此，本身也是一个污染源，本底油蒸汽压为10-2~10-3Pa量级，其污染不能忽略 ■ 以油蒸汽为工作质的扩散泵是污染的主要源头扩散泵高阀处存在大量液态泵油，镀膜室抽气口常见的褐色、粘稠状物质就是明证扩散泵的油蒸汽本底在10-4~10-6Pa，该油蒸汽压看起来很低，但造成的污染很难去除，加上分子量大，对镀膜产生的不利影响以一抵十，是真空镀膜的头号大敌镀膜设备使用一段时间后，抽气时间变长也是油蒸汽污染的直接结果 2.能耗高 大型蒸发镀膜设备的抽气能耗很高Φ1600×1900 大型蒸发镀膜设备常用的配置主要有如下两种：单扩散泵机组和双扩散泵机组两种设备的具体配置、标称抽气能耗和实际抽气能耗如下表1所示 表1 Φ1600×1900蒸发镀膜设备的真空泵配置、标称抽气能耗和实际抽气能耗 单扩散泵机组和双扩散泵机组的实际抽气能耗分别为35kW 和52kW，年耗电28万度和40万度/台。

3.活性气体分压强高 除了油蒸汽之外，活性气体是影响镀膜质量的最重要的因数蒸发镀膜设备频繁暴露大气，镀膜室会吸附大量可凝性气体（H2O 为主）实测结果说明，蒸发镀膜的精抽本底中，H2O占总气体总量的80~90% 因此，蒸发镀膜设备的升级换代，需要应对上述三大难题 近年来，部分蒸发镀膜设备开始采用深冷水汽泵（-120℃）与扩散泵一起工作（例如珠三角地区比较流行的双扩散泵机组），抽气时间明显缩短，油蒸汽污染也有所降低（未能消除），但能耗和费用却进一步增加，因此，未能在大范围内推广应用 二、升级换代的新路—分子增压泵+深冷水汽泵 最近，***大学的原创性科技成果“分子增压泵”实现了产业化，该泵的构造和性能分别如图1、2所示，具有构造简单，转子全部由平圆盘构成，兼有中、高真空泵双重性能，而且能耗低，抽速1,000L/s的MB200D分子增压泵能耗0.25kW，仅为同抽速罗茨泵的15%，扩散泵的20%，分子泵的60%，还能获得十分清洁的中、高真空此外，该泵转子全部由平圆盘构成，消除了分子泵易发生打片损坏的一大缺陷 图1 MB200D分子增压泵的平圆盘转 近年来，深冷水汽泵（POLYCOLD，-120℃）开始获得推广应用，该泵能耗低、无油蒸汽污染、对水蒸汽的抽速高达20,000~200,000L/s。

目前，我国已有多家厂商生产深冷水气泵(阱)，部分产品质量已接近进口水平，售价不到进口产品的50%我们采用的是**協元低温真空设备公司生产的制冷面积为0.4M2的深冷水气泵，深冷温度低于－130℃ 上述二种新型的抽气装备，为攻克大型蒸发镀膜设备的三大难题提供了新的路子： 1.油蒸汽的对策 ■ 中、高真空采用能获得清洁中、高真空的分子增压泵+深冷水气泵，取代扩散泵和罗茨泵 ■ 粗真空采用独特抽气工艺，粗抽压强从几Pa 提高到几十Pa，将油蒸汽污染降至可检测值之下 2.高能耗的对策 ■ 采用低能耗的分子增压泵和深冷水汽泵，取代高能耗扩散泵和罗茨泵，节省精抽能耗80%以上 ■ 粗抽压强从几Pa 提高到50~100Pa，粗抽泵（滑阀泵，或旋片泵）运行时间降至3~4分钟，节省粗抽能耗70% 3.活性可凝性气体的对策 采用深冷水气泵作辅助抽气，对水蒸汽的抽速可提高至40,000L/s 以上。