早期的干式泵是由羅茨型多級(jí)轉(zhuǎn)子或爪型多級(jí)轉(zhuǎn)子串聯(lián)而成,它們與泵腔內(nèi)沒有接觸,用同步齒輪驅(qū)動(dòng)兩個(gè)平行的轉(zhuǎn)子軸,由于泵腔內(nèi)沒有液體,因此內(nèi)部間隙應(yīng)盡量保持很小,以減少氣體返流。但這一微小的間隙對(duì)過(guò)程顆粒的堆積非常敏感,目前解決這一問題的方法是:將惰性氣體從泵的入口中充入,或用惰性氣體稀釋可凝固的腐蝕氣體。
在半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用的成功,也激勵(lì)了干泵制造商將其引入化工行業(yè),盡管干泵價(jià)格昂貴,但操作成本較低,特別是不存在廢液處理問題,這有利于環(huán)境和健康。現(xiàn)在干泵有很多種類型,包括渦旋泵,隔膜泵,干旋片泵,羅茨型干泵,爪式干泵和螺旋真空泵。羅茨型干泵、爪式干泵和螺桿式真空泵在化工行業(yè)應(yīng)用中占主導(dǎo)地位。
一、圓柱型干泵
羅茨型干泵是化工行業(yè)廣泛使用的一種較大的干式真空泵。該泵是由三層三葉型羅茨轉(zhuǎn)子串聯(lián)而成,它們安裝在同一根軸線上,各個(gè)轉(zhuǎn)子之間由中段隔開,形成各個(gè)級(jí)別的泵腔,上一級(jí)的排氣口與下一級(jí)的進(jìn)氣口串聯(lián),各個(gè)級(jí)別的排氣口串聯(lián)進(jìn)行抽氣。所有級(jí)別的轉(zhuǎn)子直徑和形狀都相同,所有級(jí)別轉(zhuǎn)子的寬度朝高壓側(cè)方向變窄,但這種設(shè)計(jì)都要求級(jí)間冷卻,也就是,所有級(jí)別的轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)熱交換器冷卻后,再進(jìn)入下一級(jí)別的入口。
二、干爪泵
爪式泵已于1930年進(jìn)行了研究,并首次應(yīng)用于壓縮機(jī)工業(yè),爪式轉(zhuǎn)子具有高壓高壓縮比的特點(diǎn)。爪式轉(zhuǎn)子還有兩種功能:一種是用于截獲、輸送和壓縮氣體,另一種類似于閥門,用于在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候開啟和關(guān)閉吸氣和排氣?,F(xiàn)有此類泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多采用一級(jí)羅茨轉(zhuǎn)子與三級(jí)爪式轉(zhuǎn)子串聯(lián),以羅茨轉(zhuǎn)子為高真空級(jí),以爪式轉(zhuǎn)子為壓縮排氣級(jí)。
三、螺旋真空泵
螺旋真空泵是20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的一種理想的泵種,具有抽速范圍寬,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,泵腔內(nèi)無(wú)摩擦組件,能耗低,無(wú)廢液排放,操作成本低等諸多優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光電、化工、醫(yī)藥、石化、空間模擬、低壓風(fēng)洞等領(lǐng)域。
螺旋真空泵工作原理:螺旋機(jī)構(gòu)由一對(duì)同步齒輪驅(qū)動(dòng),螺桿反向旋轉(zhuǎn),螺旋機(jī)構(gòu)在螺旋機(jī)構(gòu)和螺旋機(jī)構(gòu)之間,螺旋機(jī)構(gòu)和泵腔之間有一定的間隙,無(wú)金屬接觸。這樣螺桿在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中就會(huì)從進(jìn)氣口被吸進(jìn)和排出。
相對(duì)于羅茨型干泵和爪式泵,螺桿式真空泵抽氣距離短,不受干擾,能快速排出,從而使泵中的微粒雜質(zhì)不易積聚。
此外,因?yàn)榇蠖鄶?shù)螺桿真空泵用于抽除腐蝕性或危險(xiǎn)氣體,為了防止泵腔和螺桿被腐蝕或銹蝕,并延長(zhǎng)泵的使用壽命,可根據(jù)不同用途采用下列不同涂層:
液體環(huán)形泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)部件少,操作、維修方便,價(jià)格也比較低廉。螺旋真空泵雖然價(jià)格較高,但其性能非常優(yōu)越,運(yùn)行費(fèi)用較低,不會(huì)產(chǎn)生廢液,既節(jié)能又環(huán)保。因此,以上兩種真空泵最適合在化工過(guò)程中使用。