油扩散泵的现状及发展.docxVIP

油扩散泵的现状及发展 从上世纪我国研制出第一台油扩散泵开始, 经过数代人的呕心沥血和长期探索研究发展, 已到达相当的技术水平和一定的生产规模, 被广泛应用于机械、电子、冶金、原子能、空间模拟等工业领域和科学技术研究中, 为我国的科技发展做出了显著的奉献。油扩散泵具有对被抽气体无选择性、抽气速率大、构造简单、无机械传动、无摩擦和操作维护方便的特点, 抽气原理是利用高速运动的油蒸汽流与被抽气体混合开展能量交换而到达抽气作用的。代表油扩散泵技术水平的主要性能(参数) 指标为: 极限压力、抽气速率、临界前级压力、泵液返流率、平均无故障时间等。  国内直接从事泵的开发研制、生产的单位主要集中在2 所大学、1 个专业研究所和4 家国企, 目前有许多公司、企业通过交流、仿制等方法参与泵的制造。国际上油扩散泵技术水平较高的主要代表厂商为Leybold、BOC Edwards、ULVAC、Pfeiffer (Varian) 等公司, 其产品在国内都有用户, 口碑均不错。下面我们对国内外油扩散泵的现状开展比较, 探讨今后发展的方向。 1、分类与特点  新国家推荐标准将油扩散泵分为K 系列(直腔泵)、KT 系列(凸腔泵) 2 个系列, 主要依据泵的外形差异开展区别。实际上市场现存的产品除包括上述2 类外, 还包括KA 系列(直腔矮泵)、KTD 系列(凸腔低返油泵)、KC 系列(宽区域泵) 等; 按喷帽、喷嘴数量分有5 级、4 级、3 级等形式。  泵系列的演变是随着我国科技人员对油扩散泵研究的深入和解决实际应用问题的过程中逐步完善的。例如, 在允许稍许降低泵的抽气速率指标下, 通过合理调节泵芯各级间距, 可以降低泵的高度, 从而减少空间高度, 于是出现了直腔矮泵。实践发现在泵口尺寸不变的情况下增加泵腔尺寸可以将泵的抽气速率平均提高30% , 甚至50% , 对大泵来说也有一定的效果, 我公司新研制的直径1200 mm 的凸腔泵比直腔泵的抽气速率提高20% , 由于提速效果明显, 凸腔泵很快系列化, 并成为油扩散泵的主流产品, 广泛应用于各类真空应用设备中。随着半导体等行业的发展, 提出了洁净真空的要求, 必须严格限制泵液返流率, 甚至要求无油真空的环境, 因此只有降低泵本身的返流率并配置合理有效的防返油装置才能解决问题, 于是凸腔低返油泵系列应运而生, 该类泵的泵腔、泵芯的设计与凸腔泵有明显的不同, 设计参数突破了原有的选择范围, 并不只是简单地将水冷挡油帽置于泵腔内的构造, 实际说明, 凸腔低返油泵和预期的效果尚有差距, 需进一步改良探索。油扩散泵在10-4～ 10-2Pa 范围具有稳定的抽气速率, 压力高于10-1 Pa 时抽气速率降幅非常大, 形成明显的拐点, 使油扩散泵与前级泵不能很好地衔接, 延长抽气时间, 新生的宽区域泵在不改变泵原有的性能指标的情况下, 提高泵在高压力区域的抽气速率, 同时提高泵的临界前级压力, 使抽气效率明显增大。  外国公司的油扩散泵一般根据用途、配套的辅助部件(如挡板) 的不同来划分系列:ULVAC 公司分为ULK系列、U、F系和、PFL系列; BOC Edwards 公司按用途分科研、工业和彩管行业用泵, 有Standard D IFFSTA IC、Cryocoo led DIFFSTA IC、HT 和EO 系列; Pfeiffer 公司分为DIF 系列和DIFC 系列; Leybold 公司是DIP 系列。各公司一般将科研用泵和工业用泵、通用型和专用型泵、小口径泵和大口径泵区别开来, 有的公司将泵、阱、阀、冷却和电控集合为一体, 方便了用户的使用。外国公司产品的多样性表达了国外产品的人性化设计思想和良好的联体界面, 丰富产品类型的同时简化了户使用手续, 降低对用户专业化知识的要求。 2、极限压力  极限压力指标除了与泵的喷嘴、喷帽的喉部间隙有直接关系外, 还与泵液的品质、一级冷帽(板、阱) 的温度、泵的漏率、系统的放气、泵液冷却的合理性等因素有关。  国内重点企业提供的产品性能在该指标上基本一致, 能到达国家标准规定的合格品指标, 而普通企业的泵很多达不到10-5 Pa, 以至新的推荐标准将合格品指标降为1.5×10-4 Pa。采用普通KS-3 扩散泵油的国内知名品牌泵实测指标大多在5×10-5 Pa, 甚至可以到达2.5×10-5 Pa, 与采用275 硅油泵的实测指标不相上下。该指标国产知名品牌泵与国外产品基本一致。如果采用增加冷却挡板(阱)、使用单馏分高分子量的油作为工作液、泵体采用低放气量的不锈钢材质和开展长时间烘烤等手段, 泵的极限压力至少可以到达5×10-6 Pa。  国外公司泵的极限压力与采用的工作液相对应, 有的公司未