无油涡旋真空泵的结构特点及安装维护注意点

无油涡旋真空泵的结构特点及安装维护注意点清洁的真空环境一直是科学家和企业界追求的理想真空环境.自能够创造真空环境开始,人们就试图采用不同手段达到清洁真空的效果.时至今日,清洁真空获得设备已经发展到冷凝泵、住赛泵、爪式泵、涡旋泵以及隔膜泵等多种产品。在现有的无油真空泵当中,无油涡旋真空泵与其他种类的无油真空泵相比具有下述特点:

①.无油，无摩擦——真空腔内无油，非接触，无磨损，不产生微粒尘埃污染，可获得清洁真空；

②.抽气量大——双涡旋盘，结构与单级相比相同直径泵抽气容积为2倍，节省能源；

③.抽气效率高——带有3-4个抽气单元，压差小；大气与真空之间由O型圈密封，泄漏低；

④.非接触,良好平衡,力矩影响小，噪音低，振动小；

⑤.结构简单紧凑，相同尺寸下，运动半径小，运行平稳；

⑥.体积小，维修方便，维护费用低；

⑦.采用空气冷却，无需水冷。

无油涡旋真空泵应用在

①.半导体行业——薄膜制备设备、半导体器件封装设备；

②.科学仪器行业——同步辐射光束线、电子显微镜、分析测试仪器；

③.机械设备行业——材料制备设备、真空检测、材料提纯设备；

④.化学工业；

⑤．医疗设备——牙科仪器、透析机、生物制品与药品制备；

⑥．包装行业——食品、药品、生物制品等包装设备。

无油涡旋真空泵主要由5个部件组成：

①．动静涡旋盘付与基座；

②．曲轴；

③．密封垫；

④．防自转机构；

⑤．电机。

无油涡旋真空泵的涡旋盘就是一个一端与一个平面相接的一个或几个渐开线螺旋形成的一个涡旋型盘状结构体。一个静涡旋盘与一个动涡旋盘相互交*组装在一起，两者之间由防自转机构保证180。相位差，这样结合组成的一对涡旋盘付构成了无油涡旋真空泵的基本抽气机构。静涡旋盘与动涡旋盘彼此之间在几条直线(即横截面涡旋线上的几个点)上接触形成对称的几对月牙腔，动涡旋盘在曲轴的驱动下绕静涡旋盘的涡旋体中心运动，使静涡旋盘与动涡旋盘的接触点沿涡旋曲面移动实现吸气、压缩与排气。例如在双级无油涡旋真空泵中，有两个方向对应的静涡旋盘，一个位于两个涡旋盘之间的动涡旋盘。动、静涡旋盘相对运动形成容积不断变化的新月形真空腔使气体从抽气口吸人、排气口排出，完成吸气、压缩、排气的循环。曲轴每转一转，就有一组新的月牙腔形成，所以无油涡旋真空泵的吸气、压缩、排气循环以近1500转/分的频率被连续重复,对被抽气体形成包容和强制输送。

众所周知，无油涡旋真空泵(Oilfreescrloovacuumpump)与普通油真空泵相比具有显著的特点。下面以普通旋片真空泵为例，说明其差别：

无油涡旋真空泵的主要优点主要包括：

①.密封性良好,没有向机械泵那样直接连接吸、排气腔的泄漏通道,容易密封,容易达到较高的真空度；

②.回转半径小，动静涡旋盘相对滑动速度仅为旋片真空泵的1/7左右，动静涡旋盘之间的动密封相对容易，有利于延长泵的使用寿命；

③压缩进程必较缓慢，有2个或者3个压缩过程同时进行，压缩腔相对曲轴对称，这样泵的运转过程平稳、驱动力矩和气体冲击波动小，使泵的噪音和振动降低。

总而言之，无油涡旋真空泵结构简单、具有较高的压缩比，在较宽的压力范围内有稳定的抽速，工作压力范围宽；动静涡旋盘之间间隙小、泄漏少，由于压缩腔容积的变化是连续的，因而驱动扭矩变化小，功率变化小,振动噪声低，可*性高。这是其它类型的干式真空泵所不具备的。

由于普通旋片油泵的漏油、噪声、返油污染、高能耗以及振动等问题给用户造成不良影响，如生物制品行业与半导体行业的油蒸汽污染与工艺系统返油问题。真空镀膜设备的镀膜工艺中，在20～40Pa真空条件下镀膜时，如果应用普通旋片机械真空泵作为前级真空泵将对镀膜工艺设备造成污染，影响成膜质量。半导体晶片制造工艺当中使用油泵与使用于泵相比，成品率存在明显的差距，并且排出的油雾蒸汽对环境也有污染.科学仪器行业尤其是在分析测试仪器行业，采用油泵对测试结果将造成不良影响。大型同步辐射光束线上采用无油涡旋真空泵作为前级真空泵的作用也相当明显。另外无油涡旋真空泵消除了普通油泵的漏油给用户带来的环境污染与烦恼。现有无油涡旋真空泵用户的使用情况也证明了这种泵的优越性。

为防止普通旋片油真空泵对真空系统的返油污染,需要在抽气系统中加冷阱捕获油分子；系统运行过程当中还需要定期清洗除油；有的需要定期更换真空泵油.采用无油涡旋真空泵第一部需要加冷阱之类捕油机构、第二不需要更换真空泵油、第三振动更小、运行更平稳、第四能耗降低、第五重量更轻、第六突破了油泵使用范围的限制。这些优点使无油涡旋真空泵成为普通旋片油真空泵的更新换代产品。

无油涡旋真空泵主要部件为涡旋盘付\曲轴和密封垫.该泵的抽气——压缩——排气机理是在动、静涡旋盘相互不接触的情况下，依*动、静涡旋盘相对转动形成或冷阱，以降低进气温度，使之低于50。进气温度高于50℃会对无油涡旋真空泵造成损害。

③．抽水汽时要加气镇阀，无油涡旋真空泵抽水蒸汽会导致水汽在泵内凝结。凝结的水汽会引起泵极限真空度降低，或者对泵造成损害。气镇阀不仅能抽水汽，还能维持极限真空。

气镇阀的使用注意事项

所谓气镇阀及其作用概念非常简单，就是在容积式真空泵的压缩室上开一小孔，装上一个调节阀。打开此调节阀启动无油涡旋真空泵，当动涡旋盘转动某一位置时，空气就通过小孔掺人压缩室以降低压缩比，从而使大部分水蒸气不至于凝结，和掺入的气体一起被排出泵外。这样就达到了抽水蒸汽的目的。而这个调节阀就是气镇阀。气镇阀的使用注意事项包括：

（1）抽水汽时，必须开启气镇阀抽气。如果气镇阀关闭抽气，水汽会在泵内积结，对泵造成损害。

（2）抽水汽后，必须在开启气镇阀状态下再抽气超过l小时，如果抽水汽后立即关闭气镇阀，水汽会在泵内积结，对泵造成损害。

（3）当给气镇阀口充氮气或干燥大气时，要将压力控制在大气压内，流量小于lONL/min,气压高会对泵造成损害。

（4）当被抽真空室内湿度高于60％时，—定要开启气镇阀。

（5）一定要在泵开启前、关闭后，开启和关闭气镇阀，千万不能在泵工作过程中关闭气镇阀。泵工作时改变气镇阀工作状态(开启或关闭)会使泵损坏，造成人身伤害。

抽水汽时，泵的启动步骤包括：

（1）关闭截止阀(以免开关泵时泵中积存的碎屑会被抽回真空室中(带漏气阀时要开启漏气阀))；

（2）打开气镇阀(拆下丝堵，换上气体过滤器即可)；

（3）打开泵开关；

（4）开启截止阀(检查确认真空泵已开启，使用漏气阀时要关闭漏气阀，抽真空室)。

抽水汽时，停泵步骤包括：

（1）关闭截止阀(避免泵中积存的碎屑被抽回真空室；

（2）关闭泵开关；

（3）关闭气镇阀(结束气镇阀工作时，拆下气体过滤器，用扳手轻轻拧上丝堵)。

检查与维护注意事项

（1）无油涡旋真空泵为防止碎屑在泵中沉积，每天抽大气几次，每次3～5秒。

（2）要注意高温，在泵足够冷却后，再进行检查与维护。停泵后立即维修可能引起烧伤。

（3）检查与维护之前一定要切断电源。否则可能引起电击或被旋转物伤害。

（4）如果安装与工作条件差、工作环境温度超过规定，请缩短维护间隔。环境温度是泵失效的主要影响因。标准维护间隔是以环境温度5～40℃，年平均温度25℃为基础制定的。

检查与维护内容要点

故障诊断与排除：几年来用户在无油涡旋真空泵的使用过程中，陆续发现了各种问题，也总结了问题解决的方法。归纳起来，不外乎下述各种。如果出现故障，可以参照下表排除之。如果自己不能解决问题，可以联系卖泵的经销商和生产单位。同时笔者欢迎用户提出使用中的问题，以利于无油涡旋真空泵的进一步改进。

国内以半导体、电子工业为代表的制造工艺当中和科学研究与分析测试行业迫切需要无油污染的清洁真空环境，但是清洁真空获得设备如冷凝泵、柱赛泵、爪式泵、涡旋泵以及隔膜泵等目前都没有形成可*先进的批量国产产品。进口无油涡旋真空泵作为一种新产品，由于本文前述的价格、市场的开拓和用户的认识程度等原因，没有形成良性循环。这样，一方面是迫切的市场需求，另一方面从价格与技术双方面看没有合适的产品，造成了极大的市场缺口。

无疑问价格适中、性能可*的无油涡旋真空泵将成为适合中国市场要求产品的主流,大力发展涡旋无油真空泵势在必行。研制符合中国市场要求的涡旋类及其它无油真空泵系列产品及其检测技术手段也成为中国真空获得行业进一步发展的一个契机。

无油涡旋真空泵故障诊断表

为解决我国科学研究和新材料、半导体等行业发展面临的技术手段存在的基础、共性问题，近年来已经不断有业内专家向国内介绍涡旋无油真空泵技术及其发展现状，国外涡旋无油真空泵生产厂家与代理对中国市场的开发使其在中国市场的销量在逐年增长。国内真空行业相关企业也开展了基础、应用研究及小规模试制无油涡旋真空泵生产等不同阶段的探索，只是由于技术基础、激励机制、研发手段、资金投入的限制，研发工作进展不是非常快。产