关于分子泵在荧光灯园排车上应用问题的讨论(3)

2009-11-12 钱永生 上海市真空学会科技咨询部

3、简单的更换分子泵无法提高园排车的真空度

  园排车真空系统的设计是一个复杂的系统工程。根据我以上简介的基本概念,应该能得出:“简单的更换分子泵无法提高园排车的真空度”这一结论。

  基本的理由是:

  ①由于“动密封形式”的“中心盘”采用“平面密封”,无论上、下中心盘密封平面研磨得多平,只要有转动必然存在间隙,尽管其间涂有大运动粘度的油脂(密封和润滑),仍存在着一定量级的漏气率(用“氦质谱检漏仪”便可测出)。从而,这种结构本身就成了限制“荧光灯园排车”真空度进一步提高的一大障碍!

  ②采用“动密封形式”的“中心盘”,通常要求所用“中心盘油”运动粘度较大。如:中心盘油(MF1000),其运动粘度为1000mm2·s-1(40℃时);蒸气压为1·3×10-1Pa(20℃时)【常用的“蓖麻油”,其蒸气压亦较高】。实用时,随着中心盘处的温度升高,油的蒸气压还要升高。从而,使其成为限制“荧光灯园排车”进一步提高真空度的另一大障碍!

  若想充分发挥分子泵的效能,除非彻底改变“荧光灯园排车”的核心结构(“中心盘”的动密封方式),这显然是不可能的!

  “简单的更换分子泵无法提高园排车的真空度”这一结论,不仅有上述理论依据,而且,还有大量实践经验和教训。

  a、早在上世纪六十年代初,为提高“荧光灯园排车”的真空度,“上海电子管二厂”曾将园排车的多路抽气系统都改成“机械泵+玻璃油扩散泵”。实用后发现,不仅真空度没见提高,而且人们还透过玻璃泵壁发现,泵中无色透明的扩散泵油刚用几天都被严重氧化成深褐色的“酱油汤”。(“扩散泵”是“工作压强范围”在10-1~10-5Pa 的泵)。后来又将加上去的这些“玻璃油扩散泵”拆去。该厂八十年代初从“日本NEC 公司”引进了一条T10 荧光灯自动生产线。人们看到日本园排车上装有多台罗茨泵后,国内各厂家才纷纷效仿。

  理论和实践均证明:罗茨泵最适合用于“荧光灯园排车”!Philips 和Osrm 公司“园排车”也是用罗茨泵机组的【无论是用于哪种灯管的排气(如:高压钠灯外管、汽车灯等)有中心盘的园排车他们均用罗茨泵机组。(本人在2000 年前后,曾分别被“Philips 汽车照明湖北有限公司”和“Philips 亚明照明有限公司”邀请,协助他们解决用园排车排气的汽车灯和高压钠灯的质量问题)】。

  b、早在两年前,淅江某照明公司就试着在两台园排车的43 工位上分别加上分子泵和金属油扩散泵,后耒发现,所排下的灯管跟其他园车的没什么改善。再用我们研制的“园排车真空状态在线检测系统”实测,发现该工位(无灯管时)真空度在5Pa 上下;(带灯管时)真空度在9Pa 左右----与其他园排车的真空度差不多。

  c、最近有人告诉我,该厂在一部园排车43 工位的真空系统中加上分子泵后在泵口法兰到下中心盘之间的管道上测得的真空度为3×10-2Pa。但最接近灯管排气口的真空度是多少?目前他厂还没法测量。正等着我们的“园排车真空状态在线检测系统”耒测量。

  动态真空系统中总是存在着压强梯度的,通常,灯管内压强最高(真空度最低),主泵泵口处压强最低(真空度最高),气流才会流向真空泵并被抽走。真空系统中任一截面上的压强分布,可用下式计算:

Pi={Q÷〔Ci×Sp÷(Ci+Sp))}+Pu

式中 : Pi----真空系统中第i 截面的压强(Pa);
    Ci----第i 截面至真空泵入口之间的管道流导(L/s);
    Sp----真空机组(或泵)的抽气速率(L/s);
    Q ----真空系统总的气量(Pa.L∕s);
    Pu ---真空泵的极限真空度(Pa)。

  由上式可以看出 ,真空系统中加上分子泵后,在泵口法兰到下中心盘之间的管道上测得的真空度为3×10-2Pa不能真实反映灯管内的真空度。我们提供的“园排车真空状态在线检测系统”可以测到最接近灯管排气口的( “油捕集器”处的)真空度。基本上可以判断加上分子泵前后园排车真空度的变化情况。

  另外,在“荧光灯园排车”中使用涡轮分子泵,若没有适当的防护措施,很容易因玻璃屑或其他颗粒吸进泵中引起高速旋转的叶片损坏(如同飞机起飞时涡轮发动机中吸入飞鸟)。