適用于化工工業(yè)的真空泵——羅茨型干泵
干泵的泵腔內(nèi)沒有任何液體,可以從大氣抽到幾個Pa。1980年干泵在半導體行業(yè)己經(jīng)替代油封式機械泵,獲得(1~100)Pa的極限壓力,用于化學汽相沉積和芯片的刻蝕。
過去半導體行業(yè)的油封機械泵都是采用惰性的氟油來潤滑,以防止腐蝕性氣體對油的侵蝕,但是氟油十分昂貴,而且維護費用亦很高。
采用干式真空泵,泵內(nèi)不僅不存在潤滑油,而且亦不存在廢液處理的問題。
但是泵腔內(nèi)沒有油,就使得泵腔內(nèi)部的間隙無法保持密封,而且還失去了用于控制溫度的傳熱介質(zhì),這對干式真空泵帶來很大的挑戰(zhàn)。
早期的干泵是由幾級羅茨型轉(zhuǎn)子或幾級爪型轉(zhuǎn)子串聯(lián)而成,它們在泵腔內(nèi)沒有任何接觸,用同步齒輪帶動二個平行的轉(zhuǎn)子軸,由于泵腔內(nèi)沒有任何液體,所以內(nèi)部間隙要盡可能保持很小,以減少氣體的返流。
但是這個很小的間隙對于工藝顆粒的堆積顯得十分敏感,目前解決這個問題的辦法就是:從泵的入口充入惰性氣體將它沖刷掉,或者用惰性氣體來稀釋可凝性的腐蝕氣體。
干泵在半導體行業(yè)應(yīng)用成功,亦激勵干泵制造商將干泵引入化學工業(yè),雖然干泵價格昂貴,但運行成本較低,特別是沒有廢液處理問題,對環(huán)境和健康十分有利。
目前各種類型的干泵很多,包括渦旋泵、隔膜泵、干式旋片泵、羅茨型干泵、爪式干泵和螺桿真空泵。在化工行業(yè)應(yīng)用中占主導地位的是羅茨型干泵、爪式干泵和螺桿真空泵。
接下來簡要介紹一下羅茨型干泵在化學工業(yè)中的應(yīng)用情況。

羅茨型干泵是屬于較大型的干式真空泵,在化學工業(yè)有著廣泛應(yīng)用。該泵是由三級三葉型羅茨轉(zhuǎn)子串聯(lián)組成,它們裝在同一根軸上,各級轉(zhuǎn)子之間由中隔板隔開,形成各級泵腔,上一級排氣口連到下一級進氣口,各級串聯(lián)進行抽氣。
各級轉(zhuǎn)子的直徑和形狀是相同的,各級轉(zhuǎn)子的寬度向高壓側(cè)方向變窄,但是這種設(shè)計均需要級間冷卻,亦即上一級排出的氣體通過熱交換器后冷卻后再進入到下一級的入口,如圖1所示。


這種三葉型的羅茨型干泵雖然可以減少氣體返流,但是被抽氣體要經(jīng)過曲折路程才能排出到泵外,容易造成工藝物料堆積在泵腔內(nèi),而且顆粒雜質(zhì)也不容易直接排出到泵外。
羅茨型干泵可以從大氣抽到10Pa,抽速為(36~60)升/秒。

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