高壓強分子泵在節能燈制作工藝中的應用
本文主要介紹高壓強分子泵在節能燈圓排車(chē)制造中的替代羅茨泵應用，經(jīng)實(shí)驗，減能增效效果顯著(zhù)，具有較大的推廣意義；并以此拋磚引玉，促進(jìn)分子泵在照明行業(yè)的應用，提高生產(chǎn)效能，降低能耗和制造成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
當今經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶來(lái)能源的巨額消耗，并對人類(lèi)生存環(huán)境帶來(lái)威脅，增效降耗、節能減排是保護環(huán)境刻不容緩的世界性課題。作為中國高新技術(shù)企業(yè)之一的中科科儀這些年積極在各行業(yè)探索推廣分子泵應用，在很多場(chǎng)合上替換擴散泵或羅茨泵，取得了很好的節能降耗效果。
眾所周知，照明行業(yè)節能燈的推廣和使用就是一項節能降耗的舉措。據真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)統計數據顯示，我國照明用電量約占全社會(huì )總用電量的12%，如果把現在的普通白熾燈全部換成節能燈，全年可節電600 多億千瓦時(shí)，相當于一個(gè)三峽水電站的全年發(fā)電量。但節能燈早就推向市場(chǎng)，使用普及上卻未能達到預期效果，原因很簡(jiǎn)單，節能燈制造過(guò)程中的能耗成本較高，這樣其相對銷(xiāo)售價(jià)格也就貴了。
據有關(guān)資料介紹，節能燈由于價(jià)格過(guò)高，導致家庭消費的困難影響市場(chǎng)推廣。對生產(chǎn)制造節能燈的企業(yè)來(lái)說(shuō)，其前期的研發(fā)投入過(guò)大，以及生產(chǎn)成本過(guò)高，即便是節能燈比傳統燈泡節能60%，壽命是后者的8 倍，但其價(jià)格是普通燈泡價(jià)格的4~5 倍。這樣，雖然節能燈使用起來(lái)節能又省錢(qián)，但要在一定時(shí)間內，對于考慮眼前利益來(lái)講，一次性的投入確實(shí)大了些，況且，在產(chǎn)品質(zhì)量保證，使用壽命上尚存疑慮。
推廣使用節能燈是國家一項長(cháng)期而艱巨的能源戰略。相對于諸如貼錢(qián)推廣節能燈，政府在這方面發(fā)揮應有的主動(dòng)作用，既是當務(wù)之急，也更可有所作為。同時(shí)國家要制定相應的政策和配套法規，設立節能產(chǎn)品財政專(zhuān)項補貼、減免稅收等優(yōu)惠的措施，鼓勵更多的企業(yè)投資生產(chǎn)開(kāi)發(fā)節能產(chǎn)品，創(chuàng )新工藝，幫助企業(yè)降低生產(chǎn)成本，從而使節能產(chǎn)品在市場(chǎng)的競爭中更具有價(jià)格優(yōu)勢。此外，全社會(huì )都應支持節能環(huán)�？蒲行袨榛蚧顒�(dòng)的開(kāi)展，才能實(shí)現全社會(huì )范圍的節能環(huán)保。
目前，在制造節能燈的企業(yè)單位，大部分采用圓排機自動(dòng)線(xiàn)，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量一致性好。但是，圓排機一般配置均采用直聯(lián)式真空泵和羅茨真空泵作為機組，這樣帶來(lái)新的問(wèn)題：①耗電量高；②噪音大；③占用面積大。為此，各照明設備企業(yè)和照明生產(chǎn)企業(yè)都在積極尋找新工藝新方法來(lái)進(jìn)行技改以求改善這些狀況。在這過(guò)程中，中科科儀與上海涌真機械有限公司不謀而合，并與上海正貝照明一起達成共識，2006 年下半年由上海正貝的工程師提出建議，用分子泵機組來(lái)替代羅茨泵機組。但現行標準的分子泵不能直接用到圓排機上，因圓排機的工況，工作過(guò)程中燈管不可避免的會(huì )產(chǎn)生漏氣和破損而產(chǎn)生的壓力高、大氣流的沖擊和玻璃碎屑等的情況。鑒于此，由中科科儀專(zhuān)項研制高壓強分子泵，由上海涌真機械有限公司實(shí)施圓排車(chē)制造替換羅茨泵，把中科科儀研制的分子泵應用在上海正貝照明制造的圓排車(chē)上，進(jìn)行羅茨泵機組的替代設計制造。其中，中科科儀多年從事高真空獲得設備的生產(chǎn)制造，為國內主要的真空設備制造商之一，而上海涌真機械長(cháng)期從事真空設備制造，其生產(chǎn)的圓排機、排氣臺等廣泛應用于制燈等行業(yè)。
目前，在節能燈的推廣應用上，政府給予大力支持和相應的補貼和政策支持。各相關(guān)企業(yè)也在積極尋找節能降耗的途徑和方法。在制造節能燈的生產(chǎn)過(guò)程上挖掘降耗潛能，采取新工藝新手段實(shí)現生產(chǎn)節能。在這種形勢下，中科科儀、上海涌真、上海正貝三家合作把高壓強分子泵應用在節能燈制造工藝上就是采用新技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現制造工藝環(huán)節上的減能增效，效果顯著(zhù)，推廣意義重大。這是在照明行業(yè)制造節能燈生產(chǎn)環(huán)節上節能減排的一個(gè)成功嘗試。
1、實(shí)驗介紹
2006 年末開(kāi)始至今，中科科儀、上海涌真機械、上海正貝各自分工協(xié)作，其間中科科儀成功研制出高壓強FF160/500G 分子泵，并由上海涌真應用在其為上海正貝生產(chǎn)制造的圓排車(chē)上。兩臺分子泵機組經(jīng)過(guò)近一年的時(shí)間在圓排機上試驗和應用，效果令人鼓舞。
FF- 160/500G 型復合分子泵在國內率先采用整體轉子加工工藝，大幅度提高了轉子的整體強度，同時(shí)大大減少了動(dòng)片各層級間的氣體返流，可以更快地獲得更好的真空性能；轉子中央巧妙的腔式設計大大減小了異物的掉進(jìn)對泵造成破壞的幾率；上述特點(diǎn)使得該分子泵可以在較大的氣流沖擊或異物(碎玻璃)掉入等惡劣環(huán)境下工作；同時(shí)，它擁有一般分子泵的噪音低，能耗低，占地小，維護費用低，真空度高，抽速大，無(wú)油污染等優(yōu)點(diǎn)。初步測試，得到了滿(mǎn)意結果，證明設計符合要求。
最終，這款由中科科儀研制并由上海涌真機械有限公司推廣的FF160/500G 型特制復合高壓強分子泵用于節能燈圓排機的替代試驗得到上海正貝照明的認可。
表2 是FF160/500G 分子泵在48 工位圓排機上替代二套羅茨機組的實(shí)時(shí)應用，情況對比數據表。
表1 FF-160/500G 復合分子泵技術(shù)參數
一套由一臺KYKY 中科科儀的FF160/500G分子泵，前級為北儀優(yōu)成的TRP- 60 或TRP- 48真空泵，過(guò)渡真空室、接管、真空測量系統組成的機組(簡(jiǎn)稱(chēng)分子泵機組)，替代圓排機上的兩套羅茨泵機組分別為： 一臺ZJP150 羅茨泵和TRP- 16 一臺真空泵和凱尼ZJ150 羅茨泵和愛(ài)發(fā)科VD401 真空泵的羅茨真空組。(現一臺分子泵機組拖7 工位，可增至10 個(gè)工位。原兩臺羅茨泵機組拖7 工位)。
圖1 真空泵
圖2 真空泵機組1 圖3 真空泵機組2
表2 工作監控情況及對比數據表
2、對比分析
(1) 分子泵機組比羅茨泵機組抽氣速率大，真空度高近一個(gè)數量級。
(2) 相比：噪音小，占地面積小。
(3) 運轉費用相比：一年280 天計算每天24 h全年6720 h。單位：元分子泵機組耗電2.38 kW × 6720 h = 年耗電15993.60 度×1 元/ 度= 15993.60 元羅茨泵機組耗電8.8 kW × 6720 h = 年耗電59136 度× 1 元/ 度=59136 元。
通過(guò)上述計算，幾近當年就能從電費一項收回投資費用(59136- 15993.60=43142.40 元)。第二年使用分子泵機組電費節約贏(yíng)利43142.40 元。如考慮維護費用經(jīng)濟效益更可觀(guān)，該款分子泵近乎免維護。該分子泵替換運用的成功，為節能減排貢獻巨大力量，做到了制造應用與雙贏(yíng)，拓展了分子泵新的應用領(lǐng)域，值得推廣。以上數據來(lái)源于2008 年12 月上海正貝照明電器有限公司實(shí)際測算。
通過(guò)對分子泵替換的圓排車(chē)所制造的節能燈進(jìn)行使用測試，燈具在產(chǎn)品壽命和質(zhì)量上明顯得到提高，通過(guò)質(zhì)譜分析，系統油污染上得到降低；光譜等分析都顯示應用分子泵排氣制造的燈具性能有很大的改善。
與此同時(shí)，根據在其他多家特種燈(金鹵燈、航標燈等)、車(chē)燈、半導體照明等客戶(hù)的實(shí)際應用反饋，分子泵對降低生產(chǎn)能耗，提高產(chǎn)品性能和使用壽命等方面都起到明顯的促進(jìn)作用；在部分國內外知名的照明生產(chǎn)企業(yè)中的應用，分子泵都得到好評和大量替換配套。
3、結論
(1) 中科科儀FF160/50G 高壓強分子泵機組直接用到圓排機上，適應制造工作過(guò)程中不可避免的漏氣和破損而產(chǎn)生的壓力高、大氣流的沖擊和玻璃碎屑等情況，在制造過(guò)程中，達到降耗節能，保證質(zhì)量的目標，所以完全可以替代羅茨泵機組。
(2) 照明行業(yè)前景無(wú)限，產(chǎn)品制造技術(shù)及產(chǎn)品種類(lèi)發(fā)展很快，設備制造水平上存在許多創(chuàng )新的空間，中科科儀與行業(yè)設備制造商合作，必將更快促進(jìn)中科科儀分子泵在照明行業(yè)的應用，共同為提高行業(yè)的生產(chǎn)效能，降低能耗和制造成本，保證和改善產(chǎn)品質(zhì)量做出貢獻。
