无油真空泵的选择与应用(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东北大学 作者:杨乃恒

         如今,国内外的市场上出现了各种无油的干式泵,但都是一些动态式的真空泵, 可将气体从100Pa压缩到大气压105Pa, 将气体排出泵外。这些泵典型的抽气曲线如图18所示。

无油泵的典型抽气曲线 

图18 无油泵的典型抽气曲线

         图18中的曲线1为分子牵引泵机组(Alcatel),2为往复式活塞泵(Varian),3为多级罗茨泵,4为爪型泵, 5为螺杆式真空泵。

        一般对无油的干式真空泵要求: (1)清洁, (2)安全, (3)耐磨, (4)造价低, (5)维修方便, (6)性能稳定, (7)振动噪音低。只有这样,泵才有使用、推广的价值。

 

        (1) 对于清洁的要求, 那些用油润滑的真空泵都有一个潜在的油蒸汽的污染源存在, 这个问题在无油泵中是要很好解决的, 另一个是灰尘的污染源。在真空系统中要减少或清除灰尘的污染, 那时无油干式泵才能被认为是无油、无尘, 真正清洁的真空泵。

        (2) 对安全的要求。抽除一些活泼气体, 以及一些副产物会在泵中沉积。严重时, 会干扰泵的正常工作, 降低泵的使用寿命, 无油泵对抽氧气是安全的。

        (3) 运行成本。应用PFPE泵油价格昂贵。尽管寿命长, 但用户用这种泵油要半年换一次, 每1kg 价格约200美元,因此干式泵必须成本低, 使用户觉得还是使用无油泵来得便宜。

          干泵真的无油吗?由前边的定义得知, 抽气腔是无油的。而机械传动部分还需油类润滑, 例如多级罗茨泵、爪型泵和螺杆型干式泵等。其传动齿轮的轴承都需要润滑。利用迷宫式密封结构, 去隔离泵腔和齿轮箱等部位, 最简单的方法是在泵腔和需要润滑的部位之间充入干燥的惰性气体, 或安装密封圈, 特别是罗茨泵一定要有良好的防返流措施才行。大部分罗茨泵在低压下使用。迷宫式结构能防止润滑油进入泵腔, 但有可能使气体通过, 因为齿轮箱中的气体压力不受限制, 如果齿轮箱内的气体压力大于泵腔内的压力, 有压力梯度存在就会出现齿轮箱内油蒸汽向泵腔内的扩散。因此对罗茨泵的结构设计要很好考虑, 将齿轮箱中的油池面上,进行减压预抽, 控制齿轮箱中的气体压力, 并通过唇形密封圈, 将油池与泵腔隔离。

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