《各种真空泵》PPT课件.ppt
真空泵,获得低真空的独立设备为机械泵。作为前级泵获得高真空的的泵作为次级泵。,机械泵（低真空泵）,目前主要为涡旋式真空泵一，立式油润滑涡旋真空泵二，水冷干式涡旋真空泵三，风冷干式涡旋真空泵四，带波纹管密封的干式涡旋真空泵,立式油润滑涡旋真空泵,该泵的径向间隙具有易于密封和控制的优点。与当时市场上广泛使用的旋片真空泵相比，涡旋真空泵具有更高的容积效率。同时此款式真空泵表明了涡流真空泵的高效性，并对如何消除余隙容积、控制间隙等提出了有效的方法。但是由于没有冷却装置，导致该真空泵的应用受到了很大的限制。同时随着半导体行业的发展，此系统无法满足清洁以及耐腐蚀的要求。,水冷干式涡旋真空泵,随着涡旋真空泵在半导体行业中应用的不断扩大，人们开始致力于干式涡旋真空泵的研究。于是人们研究出泵腔内不含任何油类跟液体的干式涡旋真空泵。其中采用水冷的方式解决泵内各部件的润滑和冷却等问题的为水冷干式涡旋真空泵。冷却水通过主轴内的通道对电动机、轴承、轴封等处进行冷却。为了避免泵腔内气体因温度过低而凝结，冷却水并不对工作腔进行冷却。还有效地解决了动静盘热力变形造成的相互接触，离心力造成的动盘振动等问题。缺点就是冷却水回路却不可避免地造成结构的复杂性。,风冷干式涡旋真空泵,为了解决水冷结构造成的结构复杂等问题，人们又研制了采用风冷方式进行冷却的干式涡旋真空泵。即风冷干式涡旋真空泵。为了提高泵的抽速、涡盘采用双侧涡圈结构。该涡圈结构的优点在于：抽速是普通涡圈的2倍。动盘的轴向力具有自平衡的特点。主轴上装有两个冷却风扇，分别位于两个静盘的端部。主轴转动时带动风扇一起转动，达到对涡盘的冷却效果。同时它采用了半封闭式结构，解决了电动机的冷却问题。从而使真空泵的结构更加紧凑，更加易于装配。但是双侧涡圈结构要求动盘具有较高的轴对称性，加工难度较大,带波纹管密封的干式涡旋真空泵,B O C公司也推出了一种采用风冷方式进行冷却的干式涡旋真空泵，该泵采用全封闭式结构，涡盘为单侧涡圈结构，冷却风扇安装在静盘的端部。它最大的特点在于动盘与机架之间通过金属波纹管进行连接，具有以下两个主要的优点：波纹管结构提供了密封作用，将泵内的真空环境与外界环境进行了隔离，从而最大限度地避免了泵内工质向大气的泄漏，拓展了涡旋真空泵的用途，可以对某些特殊气体进行抽除。波纹管结构提供了防止动盘自转的作用，替代了常用的曲拐防自转机构，使得结构更紧凑。波纹管结构可以根据动盘受力的变化提供轴向和径向的补偿，提高了密封的效果。但是目前的金属波纹管主要用于管路中，工作时处于静止的状态。而在涡旋真空泵中，波纹管工作时则处于运动的状态。因此，它必须具有较好的柔性。但是目前市场上的金属波纹管大多显得硬度有余而柔性不足。为此，研制出合适的金属波纹管是这一结构有效应用于干式涡旋真空泵的重要前提之一。,总结,目前市场上是比较常见的是风冷干式涡旋真空泵和带波纹管密封的涡旋真空泵。前者在结构上更紧凑，更易于装配；后者的密封性能较好，适合用于对某些特殊气体的抽除。但是它们在制造中各有技术难点，并不利于国内干式涡旋真空泵的工业化生产。目前干式涡旋真空泵在国内的发展尚属于起步阶段，产品主要依赖于进口。而具有价格合理，易加工，结构紧凑及高效可靠等特点的干式涡旋真空泵，将是该类型产品未来发展的趋势。也是目前国内应大力开发的高效机械真空泵的研究方向。,高真空泵,分子（增压）泵扩散泵离子泵,分子泵,分子泵特点1，结构简单,运行可靠,能承受大气冲击；2，兼有中、高真空双重性能；3，能获得清洁真空；4，能耗低；5，易于研制抽速10000 L/S 以上的大型泵；,分子泵,分子增压泵的基本结构如图1 所示。由泵壳(1)、转子(2)、端盖(3)、轴承(4)、2#静轮(5)、动密封轮(6)、1#静轮(7)、柱面静轮(8、9、10)等组成。转子的基本结构如图2 所示,中部为8 只(实际泵中为14 只)平盘动轮(11),平盘动轮两侧分别设有2 只同轴的柱面动轮(12、13)。相邻平盘动轮之间依次设有1#静轮、动密封轮和2#静轮,其中,5 只(实际泵中为9 只)1#静轮位于中部,两侧各有1 只(实际泵中为2 只)2#静轮,2#静轮和1#静轮之间设有1只动密封轮。,分子泵,平盘动轮如图3 所示,内侧设有6 个等分的连通气孔(14)。1#静轮和2#静轮的结构相同,如图4 所示,由6 片均布的螺旋状叶片(15)和固定环(16)组成。5只1#静轮与平盘动轮组成5 组并联的双重牵引分子泵抽气单元,构成第一抽气级。2#静轮与平盘动轮组成左、右各1 组双重牵引分子泵抽气单元,构成第二抽气级。两只动密封轮各自由两组串联的Siegbahn 分子泵静轮构成。柱面动轮(12)的外侧和柱面动轮(13)的内侧分别设有一只Holweck分子泵静轮(8)和(10),两只柱面动轮之间设有一只双面设有串联抽气槽的Holweck分子泵静轮(9),它们共同组成4 组串联的Holweck分子泵抽气单元,构成压缩级。,分子(增压)泵,分子泵是在内部有一个圆柱形高速旋转的转子,气体分子从转子上得到一定的动量,使分子自进气口朝向出气口方向运动,达到抽气目的。被抽气体由泵口(17)进入,经第1 抽气级抽至平盘动轮的内侧转轴处,再经平盘动轮上的连通气孔(11)分成左右两路,依次经过各自的第二抽气级和压缩级,最后,经前级气体通道(18),从排气口(19)排出。,分子（增压）泵与涡轮分子泵性能比较,涡轮分子泵(立式)的优势:体积小、重量轻,适用于尺寸紧凑的设备。但卧式涡轮分子泵不存在本项优势。分子增压泵的突出优势:1)结构简单,能承受大气冲击;2)优异的中真空性能,1 200 Pa 压强范围具有强劲的抽速;3)能用于大型真空设备的“冲洗抽气”,缩短抽气时间50%;4)能研制抽速10000 L/s 以上的大型泵。,分子（增压）泵与罗茨泵的性能比较,罗茨泵的优势：1)运行压强高,排气流量大。在50 1000 Pa 压强范围长时间运行的场合,罗茨泵是目前的最佳选择。若仅短时间越过该压强范围,仍可采用分子（增压）泵,200 1000 Pa 压强范围的抽气,可延长前级泵抽气时间来解决。2)罗茨泵的价格略占优势,但该泵能耗太高,该项优势无实质性意义。分子（增压）泵的优势：1)在10 Pa 以下压强范围,抽速大幅度高于罗茨泵;2)能获得清洁真空;3)能耗仅为同抽速罗茨泵的5%,1 年节约的电费,已能收回分子(增压)泵的投资;4)体积、重量,不到罗茨泵的1/10。,油扩散泵,油扩散泵具有对被抽气体无选择性、抽气速率大、结构简单、无机械传动、无摩擦和操作维护方便的特点,抽气原理是利用高速运动的油蒸汽流与被抽气体混合进行能量交换而达到抽气作用的,分子（增压）泵与油扩散泵的性能比较,扩散泵能耗高、油蒸汽污染大、启动时间长,90 年代起,中、小型扩散泵在发达国家已经十分罕见。国内市场,由于扩散泵价格低廉、维护方便,目前,该泵仍然占有较大的市场份额。随着我国真空产品的升级换代和能源短缺的加剧,中、小型扩散泵将逐渐退出国内市场。几万L/s以上的大型扩散泵至今仍有相当市场。然而,分子(增压)泵结构简单、运行可靠,研制大型泵在技术上无任何困难,预期抽速10000 L/s的分子(增压)泵将很快成为产品。当采用“冲洗”抽气法”后,10000 L/s的分子(增压)泵能替代30000 L 的扩散泵,因此,大型扩散泵被分子(增压)泵取代的日子也不会很远。,
