新一代分子增压泵—深冷水气泵组合抽气机組

2009-11-26 储继国 深圳大学物理科学与技术学院

  最近,我们采用4台抽速1,000L/s的分子增压泵+1台0.4m2 深冷水汽泵组成高真空抽气机組,成功取代了为Φ1600×1900大型蒸发镀膜设备配套的2台K-800扩散泵和1台ZJ-1200罗茨泵抽气机組,取得了下列优异成果:

  ■ 抽气能耗:2.5 度/炉,比原设备节省80%,年节电30~40万度/台,相当于每台设备减排CO2200~300吨/年。

  ■ 镀晶的周期(粗抽时候一样):12分,与原生产设备一样。   ■ 抽真空服务质量:显眼不同于原生产设备。   ■ 汽车镀膜设备的质:依赖于原机设备的的质,减少了膜层光色变黄迹象。   ■ 机械环保设备相应费用:比双扩撒转移泵冷水汽轮发电机可以5 万元左右;比单扩撒转移泵冷水汽轮发电机曾加1叁万元左右,6个月左右可以的煤气费可注销曾加的机械环保设备费。   本项技艺原理上还可不可以用以沒有门头高真空体设备,2台K-800对外蔓延作用泵的抽速总计已以上当今很大的KT-1000油对外蔓延作用泵。于是,本项成果展已是因为:门头对外蔓延作用泵+罗茨泵发电机进入文化舞台背景的时候以经多远了。

一、大型蒸发镀膜目前存在的问题

1.油蒸汽污染

  小型蒸发器表层的玻璃镀膜机器水比热容大,气休负载货,如今都采用了小型扩撒泵、罗茨泵和滑阀泵冷水机组抽气,来源于油空气压缩废弃物重要,膜层融入力差,外面色彩枯旧,表层的玻璃镀膜服务质理低等瑕疵。   油水蒸气废弃物的主要来源:

  ■ 蒸发镀膜低真空采用滑阀泵,或旋片泵抽气,这二种泵的本底油蒸汽压为10-1Pa。

  ■ 中真空区段通常采用罗茨泵抽气。罗茨泵的最大压缩比不超过50,而且与气体种类几乎无关,因此,该泵只能将滑阀泵的油蒸汽污染降低1 个数量级。加上该泵采用有油轴承,轴承与镀膜室之间存在直通通道,因此,本身也是一个污染源,本底油蒸汽压为10-2~10-3Pa量级,其污染不能忽略。

  ■ 以油蒸汽为工作质的扩散泵是污染的主要源头。扩散泵高阀处存在大量液态泵油,镀膜室抽气口常见的褐色、粘稠状物质就是明证。扩散泵的油蒸汽本底在10-4~10-6Pa,该油蒸汽压看起来很低,但造成的污染很难清除,加上分子量大,对镀膜产生的不利影响以一抵十,是真空镀膜的头号大敌。镀膜设备使用一段时间后,抽气时间变长也是油蒸汽污染的直接结果。

2.能耗高

  巨型减压蒸馏表层的电镀机器的抽气耗能很高。Φ1600×1900 巨型减压蒸馏表层的电镀机器实用的硬件显卡配置预期犹如下四种:单分散泵超临界锅炉和双分散泵超临界锅炉。四种机器的预期硬件显卡配置、标称抽气耗能和预期抽气耗能如表1所显示。 表1 Φ1600×1900多效蒸发镀一层薄薄的膜机械设备的真空系统泵配制、标称抽气用电量和实际效果抽气用电量

标称抽气能耗和实际抽气能耗

  单对外传播泵空气能热泵超临界锅炉和双对外传播泵空气能热泵超临界锅炉的实际效果抽气能效依次为35kW 和52kW,年电量220万度和四十万度/台。

3.活性气体分压强高

  除了油蒸汽之外,活性气体是影响镀膜质量的最重要的因数。蒸发镀膜设备频繁暴露大气,镀膜室会吸附大量可凝性气体(H2O 为主)。实测结果表明,蒸发镀膜的精抽本底中,H2O占总气体总量的80~90%。

  从而,蒸发器玻璃镀膜设备的版本升级换代,需要处理这些五大问题。   历这些年以来来,区域挥发镀膜等等主设备刚开始适用深冷水雾泵(-120℃)与粘附泵一并事情(如粤西形国家是比较畅销的双粘附泵工作机组),抽气時间比较突出减少,油蒸汽式危害还有所大幅度降低(没办法减少),但能效和管理费却进两步增多,往往,没办法在大空间内宣传用。

二、升级换代的新路—分子增压泵+深冷水汽泵

  最近,深圳大学的原创性科技成果“分子增压泵”实现了产业化,该泵的结构和性能分别如图1、2所示,具有结构简单,转子全部由平圆盘构成,兼有中、高真空泵双重性能,而且能耗低,抽速1,000L/s的MB200D分子增压泵能耗0.25kW,仅为同抽速罗茨泵的15%,扩散泵的20%,分子泵的60%,还能获得十分清洁的中、高真空。此外,该泵转子全部由平圆盘构成,消除了分子泵易发生打片损坏的一大缺陷。

 MB200D 分子增压泵的平圆盘转

图1 MB200D原子核增压泵的平圆筒转

  近年来,深冷水汽泵(POLYCOLD,-120℃)开始获得推广应用,该泵能耗低、无油蒸汽污染、对水蒸汽的抽速高达20,000~200,000L/s。目前,我国已有多家厂商生产深冷水气泵(阱),部分产品质量已接近进口水平,售价不到进口产品的50%。我们采用的是上海協元低温真空设备有限公司生产的制冷面积为0.4M2的深冷水气泵,深冷温度低于-130℃。

  以上的不同新形的抽气极品装备,为攻占专业多效蒸发汽车镀膜设配的三个关键问题供应了新的门道:

1.油蒸汽的对策

  ■ 中、高抽机械泵进行能赚取清洗中、高抽机械泵的团伙增压泵+深冷水汽泵,加入分散泵和罗茨泵。   ■ 粗真空箱运用独有抽气加工工艺,粗抽压强从几Pa 的提升到几百Pa,将油蒸气弄脏下降可检验值一下。

2.高能耗的对策

  ■ 适用低耗电的团伙增压泵和深冷空气泵,抗衡高耗电外扩散泵和罗茨泵,减少精抽耗电80%不低于。   ■ 粗抽压强从几Pa 提升到50~100Pa,粗抽泵(滑阀泵,或旋片泵)电脑运行日子下降3~3分钟,降低粗抽耗能70%。   3.活力可凝性气休的探析   选取深冷水蒸气泵作辅助工具抽气,对水蒸汽式的抽速可加快至40,000L/s 上面。