一、技術背景 1.真空技術為工業生產和科學研究提供了極其干凈的工作環境,目前,已成為眾多高新科技產業(如太陽能電池、光電子器件、固體照明、液晶顯示屏和背光源、磁控濺射、離子鍍、CVD、ITO玻璃、低輻射玻璃、稀土材料熔煉等),以及現代科學研究(如高能加速器、等離子體、可控核聚變、重離子儲存環、電子對撞機和宇宙仿真等)的技術基礎。
2.真空范圍十分寬廣,通常分為低真空、中真空和高真空三部分,分別由不同的真空泵抽氣。
3.“清潔真空”是獲得高質量產品和精確科學研究結果的基本保障,是真空科技領域中頭等重要的關鍵技術。目前,中真空是唯一尚未攻克該項關鍵技術的區域。
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4.常用中、高真空泵有如下3種:
◆羅茨泵 羅茨泵是真空泵的主流泵種,市場占有率90%。然而,該泵能耗高,抽速1,000L/s的羅茨泵能耗11kW,而且有油蒸汽污染,影響了真空環境和產品質量。羅茨泵的這些缺點是真空技術中迫切希望解決,但至今尚未攻克的難題。
◆油擴散泵油擴散泵是目前我國應用最廣的高真空泵,市場占有率超過80%。該泵不僅能耗高,抽速6,000L/s的油擴散泵能耗約6kW,而且油蒸汽污染嚴重,嚴重制約了我國真空產業的發展。
◆分子泵 分子泵節能顯著、能獲得清潔真空,是當今高真空技術的主要發展方向。目前,在發達國家市場的占有率已超過60%。然而,該泵結構復雜、價格昂貴(抽速1,000L/s的國產分子泵售價約4萬元,進口泵約25萬元)、排氣流量小、易于損壞,我國市場的占有率10%。
羅茨泵和油擴散泵是目前我國真空產業的中流砥柱,社會總擁有量超過20萬臺(其中1/3在珠江三角洲地區),用電總功率達180萬kW,年消耗電能140億度,相當于深圳大亞灣核電站的全年發電總量,真空產業已成為我國的用電大戶之一。
二、分子/增壓泵簡介 分子/增壓泵如圖1所示,是深圳大學儲繼國教授二十多年來從事分子泵理論研究取得的一項重大科技果。該泵的科研樣機曾入選首屆《中國國際高新技術成果交易會》的重點推介項目。分子/增壓泵從理論創立,到結構發明,均由我國首創,屬于典型的原創性科技成果?! 》肿?增壓泵的問世,開創了多項世界第一:
? ? ◆第一臺兼有中、高真空雙重性能的真空泵。
◆第一臺能連續運行的清潔機械中真空泵。
◆能耗最低的中真空泵(僅為羅茨泵的10%)。
◆體積最小,重量最輕的中真空泵(不到羅茨泵的10%)。
◆結構簡單,轉子全部由平圓盤構成,無任何葉片,能承受大氣沖擊,不易損壞。分子/增壓泵的轉子與傳統渦輪分子泵的轉子比較,然而,分子/增壓泵轉速高達20,000~30,000轉/分,加上采用臥式結構,制造工藝十分復雜。是我國一直未能攻克的技術、工藝難關。深圳市摩爾真空技術有限公司與深圳大學合作,經過多年拼搏、不懈努力,于2005年,終于研制成產品樣泵,現已批量生產。
三、主要應用領域
? ? ? 1.大型磁控濺射、離子鍍和CVD鍍膜設備
◆對象:Φ1,000×1,500磁控濺射鍍膜設備。
◆內容:用2臺MB200分子/增壓泵(1,600L/s)+1臺2X-15旋片泵(15L/s),取代1臺K-400油擴散泵(6,000L/s)+1臺J-300羅茨泵(300L/s)+1臺2X-70旋片泵(70L/s)。
◆費用:新設備增加6萬元,舊設備改造增加9萬元。
◆經濟效益:
? ? ?1)節能。抽氣能耗比傳統設備降低90%。每個鍍膜周期節電15度,年節電10萬度。10個月節約的電費可收回新增設備費用。
? ? ?2)消除油蒸汽污染,鍍膜產品質量顯著提高。
? ? ?2.稀土永磁材料真空熔煉爐
◆對象:Φ800×1,200真空熔煉爐。
◆內容:用MB200分子/增壓泵+2X-8旋片泵,取代Z-320油增壓泵+2X-70旋片泵。
◆費用:新設備增加3.5萬元。舊設備改造增加5萬元。
◆經濟效益
1)節能。抽氣能耗比傳統熔煉爐降低90%。每爐熔煉節電15度,年節電6萬度。8個月節約的電費可收回新增設備費用。
2)縮短抽氣時間,提高生產效率。熔煉爐的壓強與時間關系如圖4所示,實線和虛線分別為分子/增壓泵和傳統方法的抽氣曲線。采用分子/增壓泵,抽氣時間由40分鐘降至22分鐘,生產效率提高20%。
3)消除油蒸汽污染,熔煉產品質量提高。





