爪型干式真空泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 |
爪型干式真空泵
爪型干式真空杲是較早出現(xiàn)的一個泵種，世界上第一臺爪型干式真空泵于1985年在日本上市，應(yīng)用于日本當(dāng)時發(fā)展迅速的半導(dǎo)體工業(yè)。作為最早面市的干式真空泵之一，它除了具有泵腔內(nèi)不含油或任何介質(zhì)、淸潔抽空無返油的共性外，還具有很多獨特的優(yōu)點
①轉(zhuǎn)子對懸浮在泵腔內(nèi)，轉(zhuǎn)子對間與泵腔間均無摩擦；
②可直排大氣獨立工作，并可在高壓下長期連續(xù)工作；
③能夠完全抽除可凝性氣體（如水蒸氣、酒精和汽油等）；
④能抽出腐蝕性、劇毒性、放射性和易燃易爆氣體；
⑤能做氣體傳輸泵使用，壓縮比良好。
⑥能夠抽除氣體攜帶的金屬粉塵和礦物顆粒。
爪型干式真空泵所用電機轉(zhuǎn)速較高，一般在1500r/min或3000r/min左右。泵在運轉(zhuǎn)時，高溫氣體在泵腔中產(chǎn)生高速的內(nèi)流動，這對于可能會產(chǎn)生潛 在污染的場合是很理想的。當(dāng)抽除腐濁和潮濕的蒸汽的時候，泵體內(nèi)部形成的高溫高速的內(nèi)流動氣流會阻止氣體腐蝕泵體；而且泵的高溫可以阻止在室溫下易凝結(jié)的氣體在泵內(nèi)凝結(jié)。帶有冷卻裝置的爪型干式 真空泵可以安全地抽除易燃易爆和對溫度敏感.
爪型干式真空泵可以做成單級，也可以兩級。英國的愛德華公司生產(chǎn)了一種將羅茨轉(zhuǎn)子型 轉(zhuǎn)子相組合的一種干式真空泵。它利用羅茨真空泵抽氣比較有效，在較高壓強下爪型真空泵抽氣比較有效的特點，將這兩種泵各自優(yōu)勢匹配起來，組成干式真空泵，其結(jié)果性較優(yōu)良。這種泵第一次以最低的運行成本和維獲用真正實現(xiàn)干式的預(yù)抽泵和前級泵。爪型干式真空泵特用于真空度達IPa，含水分和硬質(zhì)腐蝕顆粒的體芯片、光學(xué)通汛設(shè)備及平板顯示器等高業(yè)的苛刻工藝流程。在眾多的干 式真空泵中干式真空泵是備受半導(dǎo)體、光學(xué)器件等高科靑睞的一種容積式干式真空泵。
爪型干式真空泵也作為液環(huán)泵，水噴射泵替代產(chǎn)品成功應(yīng)用于VD/VOD中，_得了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益：不僅可以超過90%的操作成本，而且大大減少了產(chǎn)生粉塵的排放量。除此之外，爪型干式真空泵廣泛用于化工、核工業(yè)、薄膜、儀器、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。
工作原理
在爪型干式真空泵時泵腔內(nèi)，平行放罝養(yǎng)一對轉(zhuǎn)軸，即主動軸和從動軸這一對轉(zhuǎn)軸祥連接在軸端的 由電機驅(qū)動的哨合齒輪保持同步運轉(zhuǎn)。爪型干式真空泵正是利用連接在兩軸上的成對的爪型轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn) 子與泵腔內(nèi)壁之間以及轉(zhuǎn)子與隔板之間進行有間隙、無摩擦的嚙合所形成的密閉腔的容積的大小變化來完成吸排氣過程。
爪型干式真空泵由轉(zhuǎn)子、泵體、主動軸，從動軸、吸氣口、排氣口和隔板等多個部分組成。工作過程為：兩個轉(zhuǎn)子按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時，吸氣口與泵腔接通.泵腔容積變大而吸氣。當(dāng)轉(zhuǎn)子關(guān)閉 吸氣口時，吸氣完了。以后泵腔變小而壓縮氣體，當(dāng) 排氣口打開后，泵腔排氣；排氣口關(guān)閉時，則排氣完 畢。如此循環(huán)工作。
這些爪型轉(zhuǎn)子型線主要分為兩類：一類是嚙合兩臥式結(jié)構(gòu)即轉(zhuǎn)子軸水平設(shè)置，主動軸與電機輸出軸直聯(lián)，結(jié)構(gòu)簡單，但軸向定位不易精確保證，且尺寸較大。立式結(jié)構(gòu)即轉(zhuǎn)子軸垂直設(shè)罝?轉(zhuǎn)子軸與電機 輸出軸之間靠齒輪傳動。與臥式結(jié)構(gòu)相比，傳動部分 較復(fù)雜，但軸向定位精確可靠，易于安裝調(diào)整，并且立式結(jié)構(gòu)有助于抽除被抽氣體中所含的微小顆粒。特別是最后一點，是設(shè)計中比較重要的部分，抽除微小顆粒性能的好壞直接決定設(shè)計的泵的工作性能。下面將具體闡述一下立式結(jié)構(gòu)的特點。
與臥式爪型干式真空泵結(jié)構(gòu)相比，立式結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點：
①尺寸緊湊電機布置較合理，外形尺寸較��；
②安裝較方便，便于調(diào)整徑向和軸向間隙（其 中軸向間隙在必要的情況下，可采用墊片調(diào)整）
③由于采用了過渡齒輪，可使電機較平穩(wěn)地傳遞動力，減少振動和噪聲；
④該立式泵的進氣口在泵的上端，而排氣口在泵的最下端，這種結(jié)構(gòu)非常利于排氣。而且由于采用了緩沖腔的結(jié)構(gòu)，吸排氣過程可以較平緩地進行， 避免了氣流的沖擊現(xiàn)象；
⑤采用立式結(jié)構(gòu)，使整個泵的外形美觀，且便于使用和運輸。
但是立式結(jié)構(gòu)也具有一定的缺點，主要如下：
①泵的較臥式高，高速運轉(zhuǎn)時可能使系統(tǒng) 不平穩(wěn)；
②泵下部的軸承承受的力較大.易于損壞。
泵體結(jié)構(gòu)
泵體的結(jié)構(gòu)型式一般有兩種，即整體式和拼接式。拼接式泵體，是將各級泵體和隔板用一根較長的媒桿連接在一起，而各級泵體和隔板以及上、下軸承座之間通過保證其密封。采用部分拼接成整體的結(jié)構(gòu)友#主要是從便于裝配的角度來考慮的。如采用整泵腔結(jié)構(gòu)，則轉(zhuǎn)子將無法實現(xiàn)裝配。即使 能夠?qū)嵱^裝配，也無法調(diào)整轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與之間以及轉(zhuǎn)子與泵腔之間所必須保證的工作間NK.因此從保證轉(zhuǎn)子正常裝配出發(fā)，推薦采用部分、拼接成整體的結(jié)構(gòu)方式。
特點
爪型干式真空泵主要是為半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展而研制的。半導(dǎo)體工業(yè)因其制造工藝的要求，需要創(chuàng)造一種無污染的清潔真空氣氛，而許多傳統(tǒng)真空泵，因其 自身條件受限，不能很好的滿足半導(dǎo)體工業(yè)的要求。爪型干式真空泵制造成本稍髙一點，加工精度較髙，但是其外壓縮又有內(nèi)壓縮，提高了抽氣速率。
爪型干式真空泵形式多樣，功能可以擴展，泵的主體帶有齒輪、電機以及氣體凈化設(shè)備.附件有入口處防返流的閥門，出口處有截留閥，電器監(jiān)控及報 警裝罝。第二、三、四級均有凈化氣體的入口，以改善被抽介質(zhì)使其順利通過泵腔。無此需要的可以不通凈化氣體，凈化氣體要用三個流量計分別調(diào)節(jié)，相互都是獨立的，以保證節(jié)約惰性氣體，利用三個電磁閥可微調(diào)其流童。入口防返流閥能將被抽容器與泵腔隔斷.出口處截留閥能將泵的出口封閉起來，將泵通以凈化氣體，這些閥可自動開關(guān)，真空系統(tǒng)有可靠的保護，杜絕了向真空室的返流。
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