渦旋式真空泵的發(fā)展歷程

　　20 世紀80 年代初，Coffin DO 將渦旋真空泵應用在高真空系統中。渦旋真空泵的研究始于20 世紀80 年代末期。1988 年，日本東京大學(xué)的Morishita E研制了抽速為200 L /min 的立式自轉型油潤滑渦旋真空泵，與公轉型渦旋真空泵相比，該泵的徑向間隙具有易于密封和控制的優(yōu)點(diǎn)。而渦旋泵與旋片泵相比，具有更高的容積效率，泵內的振動(dòng)和噪聲水平都有所降低。此外，由于其結構更緊湊，整機重量和體積分別減少了12%和40%。Morishita E 的研究表明了渦旋真空泵的高效性，并對如何消除余隙容積、控制間隙等提出了有效方法。

　　隨著(zhù)渦旋真空泵在半導體行業(yè)中應用的不斷擴大，人們開(kāi)始致力于干式渦旋真空泵的研究。干式渦旋真空泵與油潤滑渦旋真空泵的區別在于泵腔內不含任何的油類(lèi)和液體。因此解決泵內的密封和冷卻問(wèn)題，是干式渦旋真空泵研究的關(guān)鍵。1990 年，Kushiro T研制了抽速為600 L /min 的臥式干式渦旋真空泵，該泵可以達到的極限真空度為5 × 10^-3 Torr(Torr與Pa等真空度單位換算：http://likelearn.cn/tools/pressure.php)。它采用水冷的方式解決泵內各部件的潤滑和冷卻等問(wèn)題。Kushiro T 的研究表明了干式渦旋真空泵的可行性，還有效地解決了動(dòng)靜盤(pán)熱力變形造成的相互接觸及離心力造成的動(dòng)盤(pán)振動(dòng)等問(wèn)題。雖然采用水冷方式可以有效地解決干式渦旋真空泵的冷卻問(wèn)題，但冷卻水回路的設置使其結構更加復雜。為簡(jiǎn)化整機的結構， 1998 年，Sawada T研制了采用風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻的干式渦旋真空泵，渦盤(pán)采用雙側渦圈結構，主軸上裝有兩個(gè)冷卻風(fēng)扇，分別位于兩個(gè)靜盤(pán)的端部，主軸轉動(dòng)時(shí)帶動(dòng)風(fēng)扇一起轉動(dòng)，達到對渦盤(pán)的冷卻效果。同時(shí)它采用了半封閉式結構，解決了電動(dòng)機的冷卻問(wèn)題。

　　2001 年，我國東北大學(xué)與中國科學(xué)院沈陽(yáng)科學(xué)儀器研制中心聯(lián)合研制了該類(lèi)型的干式渦旋真空泵，并于2003 年初通過(guò)了國家真空設備質(zhì)量檢測中心的鑒定。此外，BOC 公司也推出了一種采用風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻的干式渦旋真空泵，該泵采用全封閉式結構，渦盤(pán)為單側渦圈結構，冷卻風(fēng)扇安裝在靜盤(pán)的端部。它最大的特點(diǎn)在于動(dòng)盤(pán)與機架之間通過(guò)金屬波紋管進(jìn)行連接，波紋管結構提供了密封作用以及防止動(dòng)盤(pán)自轉的作用。在渦旋真空泵中，波紋管工作時(shí)則處于運動(dòng)的狀態(tài)，它必須具有較好的柔性。但目前市場(chǎng)上的金屬波紋管大多柔性不足。為此，研制出合適的金屬波紋管是這一結構有效應用于干式渦旋真空泵的重要前提。

　　世界上渦旋真空泵的核心技術(shù)和主要生產(chǎn)廠(chǎng)家集中在美國、日本以及歐洲少數發(fā)達國家。干式渦旋真空泵在國內的發(fā)展尚處于起步階段，產(chǎn)品主要依賴(lài)進(jìn)口。這一狀況主要是由于技術(shù)、產(chǎn)品價(jià)格等原因造成。為了改變產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口的現狀，真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為必須研究易于加工且高效可靠的干式渦旋真空泵。