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無(wú)油真空泵在工業(yè)流程中的優(yōu)點(diǎn)

來(lái)源:   2007年10月16日 11:21   1228
    各大領(lǐng)域的生產(chǎn)商總在尋找提升利潤(rùn)空間的途徑——目的是在不影響質(zhì)量和安全的前提下改善流程效率。本文向您介紹原本用于半導(dǎo)體行業(yè)的干式真空泵技術(shù),因其操作中的清潔和而開(kāi)始向工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室真空流程轉(zhuǎn)移。 

    干式真空泵使工作容積中無(wú)油,因此帶來(lái)了不少益處。首先,它增強(qiáng)了泵的可靠性。干式泵不像油密封泵那樣受到水蒸氣或者塵粒的影響,因此它們更耐用,所需的維護(hù)工作更少。減少用油量還意味著減少了認(rèn)真處理油而花費(fèi)的成本。使用干式真空泵還使可能的污染減到zui小程度,這種污染既可能出現(xiàn)在油里——影響了泵的性能,也可能出現(xiàn)在某些的情況下,例如在zui終產(chǎn)品中。 

    要想成功地更換現(xiàn)有的基于油的真空泵系統(tǒng),關(guān)鍵是要找到針對(duì)特定應(yīng)用的zui合適的解決方案。為了看一下可以受益的不同類型的應(yīng)用,下面介紹四種不同的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,以及它們使用干式真空泵的主要好處有哪些。 

    滾動(dòng)噴涂維修        
                           
    金屬噴鍍覆膜是滾動(dòng)噴涂行業(yè)中一種沿用已久的加工過(guò)程,它在真空環(huán)境下使用熱蒸發(fā)技術(shù)。一層薄薄的金屬層(zui常見(jiàn)的是鋁)附著在紙張、聚乙烯(PE)或其他高分子膜上,從而形成一種堅(jiān)固、漂亮的包裝材料,它們能防潮、防灰、隔離光線。這是適合于食品應(yīng)用領(lǐng)域的理想材料,因?yàn)樗巩a(chǎn)品保持新鮮,延長(zhǎng)保存期限。該加工過(guò)程也日益被用于生產(chǎn)裝飾紙、禮品包裝紙和薄膜。 

    加工過(guò)程中用到了繞有襯底材料(紙張或PE膜)的大型卷軸(寬度達(dá)2米),它們被安全地置于纏繞室中。這些卷軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)——使襯底材料高速穿過(guò)隔膜進(jìn)入噴涂室(圖1)。噴涂室要求有*的真空度,在10-4到10-5mbar之間,纏繞室可以保持較低的真空度,大約為10-2mbar。噴涂是熱蒸發(fā)過(guò)程的結(jié)果,在此過(guò)程中,金屬被加熱,從而使其汽化,然后沉淀在襯底材料上。 

    滾動(dòng)噴涂應(yīng)用領(lǐng)域中所使用的真空泵系統(tǒng)包含有數(shù)個(gè)蒸汽增壓器/擴(kuò)散泵,以及機(jī)械升壓器的一級(jí)或多級(jí),此外還有前級(jí)泵。前級(jí)泵必須在任何時(shí)候都符合系統(tǒng)的生產(chǎn)量和前級(jí)壓力要求——因此zui重要的一點(diǎn)是它們要可靠并且易于維護(hù)。這樣就將生產(chǎn)時(shí)間的損失減到zui小,生產(chǎn)時(shí)間的損失會(huì)影響設(shè)備的生產(chǎn)率。 

    在許多*的滾動(dòng)噴涂公司中,干式泵送技術(shù)已經(jīng)成為一種越來(lái)越吸引人的前級(jí)泵替代品,被用來(lái)取代傳統(tǒng)的油密封系統(tǒng)。干式泵天生就是一種清潔的設(shè)備,它們不易受灰塵或其他微粒的累積的影響,而這種積灰現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在濕式泵的密封液體中,導(dǎo)致噴涂的質(zhì)量降低。干式泵不會(huì)在各次工作之間出現(xiàn)性能降低,因而確保了滾動(dòng)噴涂過(guò)程中的可重復(fù)性。 

    泵中不用油還帶來(lái)了環(huán)境和維護(hù)方面的其他好處。例如,濕式泵中所用的油經(jīng)常暴露在加工過(guò)程的氣體當(dāng)中,而該氣體被泵送到噴涂室內(nèi)。因此,油會(huì)受到加工過(guò)程中的微粒的污染。時(shí)間長(zhǎng)了,油就會(huì)變質(zhì),因而需要定期、頻繁的更換油。 

    還必須考慮到氣體是正被使用著的。例如,如果使用氧氣來(lái)生成氧化鋁,那么當(dāng)氧氣與烴油混合時(shí),就會(huì)形成爆燃性空氣。干式泵能夠安全地泵送任何濃度的氧氣,因此使用干式泵作為替代品意味著公司無(wú)需安裝嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程控制設(shè)備,這些設(shè)備要耗費(fèi)相當(dāng)大的成本。 
                                                   
    英國(guó)zui大的生產(chǎn)工廠一的裝配作業(yè)線制動(dòng)器加油站上安裝了三臺(tái)BOC Edwards GV80干式真空泵。    
    EdwardsIDX1000泵采用第三代雙頭螺旋技術(shù),是BOCEdwards公司的新型干式真空泵,用于冶金和噴涂應(yīng)用場(chǎng)合。  
                    
    有效處理水蒸氣 
                     
    干式泵技術(shù)目前正被廣泛用于冶金和熱處理應(yīng)用領(lǐng)域。zui近安裝了一些世界上zui大的干式泵系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行大型煉鋼排氣。稍小一些的系統(tǒng)用于處理精煉鋼和超耐熱不銹鋼。 

    例如,真空感應(yīng)熔化(VIM)就是一種冶金加工過(guò)程,起初研發(fā)該技術(shù)是為了處理特殊的合金,如今它日益被用于生產(chǎn)不銹鋼等其他材料。使用VIM的典型應(yīng)用場(chǎng)合有鑄造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件和精煉高純度的金屬和合金。 

    該過(guò)程使用電磁感應(yīng)在真空下將金屬熔化。這樣會(huì)在金屬中感應(yīng)產(chǎn)生渦電流——感應(yīng)源是感應(yīng)線圈,它帶有交變電流。渦電流使負(fù)載發(fā)熱并熔化。 

    像這樣的冶金過(guò)程產(chǎn)生一定量的可冷凝水蒸氣,其中含有水汽。油密封的旋轉(zhuǎn)柱塞泵曾經(jīng)是這些處理過(guò)程中用的zui普遍的一種泵,但是用這種泵,水蒸氣會(huì)與潤(rùn)滑油混合在一起,導(dǎo)致潤(rùn)滑油老化,并且增大了泵送機(jī)構(gòu)的磨損程度。干式泵不會(huì)像這樣受水汽的影響,因?yàn)樗鼈児ぷ髟谳^高的溫度下,并且在處理室內(nèi)沒(méi)有油。 

    減少維護(hù)成本 
                           
    真空還用于制動(dòng)器加油站,它是汽車生產(chǎn)線的一部分。汽車制造商希望裝配時(shí)間盡可能快速,他們研發(fā)出了這樣一種方法,即使用真空泵來(lái)排空和填充制動(dòng)回路,并對(duì)制動(dòng)回路進(jìn)行檢漏試驗(yàn)——結(jié)果,他們現(xiàn)在能在60秒內(nèi)完成整個(gè)過(guò)程。 

    某汽車制造商zui近用三臺(tái)BOC Edwards 
    Drystar泵取代了原來(lái)的三臺(tái)油密封真空泵;每條制動(dòng)回路各有一臺(tái)泵,另外再加上一臺(tái)備用泵。這樣做的主要原因是,需要對(duì)油密封泵進(jìn)行維護(hù)以使它們保持在zui大工作能力下運(yùn)轉(zhuǎn)。和被取代的油密封泵不同,現(xiàn)在安裝的干式泵只需要每6年進(jìn)行一次大修即可。干式真空泵系統(tǒng)還更加節(jié)約成本,因?yàn)樗璧南钠芬矞p少了。諸如BOC 
    Edwards的GV系列這樣的很多泵都具有和標(biāo)準(zhǔn)泵一樣的安全特性,例如迅速關(guān)合溫度開(kāi)關(guān),如果出現(xiàn)了與加工過(guò)程有關(guān)的熱問(wèn)題,它們能保護(hù)泵。 

    盡量減小污染的危險(xiǎn) 
                           
    某質(zhì)譜儀生產(chǎn)商zui近將干式泵納入了其頗受矚目的質(zhì)譜儀系列產(chǎn)品中。質(zhì)譜儀用于測(cè)量和分析分子,它們是工業(yè)領(lǐng)域和學(xué)術(shù)界的研究和開(kāi)發(fā)工具所必需的設(shè)備。它們根據(jù)氣體離子的不同質(zhì)量和電荷將這些離子分開(kāi),從而確定物質(zhì)的化學(xué)成分。為了達(dá)到這一目的,必須保證當(dāng)離子產(chǎn)生時(shí)(這是在過(guò)程的開(kāi)始階段發(fā)生于電離室),它們能夠自由地在機(jī)器中穿行,而不碰撞到空氣分子——因此要產(chǎn)生一個(gè)真空來(lái)確保室內(nèi)沒(méi)有空氣。使真空泵的工作容積中不含有油還能確保沒(méi)有油分子存在。 

    大部分用戶是制藥公司,它們需要用設(shè)備進(jìn)行生物分析,對(duì)藥物予以鑒定以進(jìn)行臨床試驗(yàn)。干式真空泵解決方案更好地確保了高精度測(cè)量,這對(duì)于某些機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)是*的,這些機(jī)構(gòu)必須滿足美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)以及其他一些國(guó)家部門(mén)所制定的規(guī)章制度。通過(guò)使用干式真空泵,消除了污染的危險(xiǎn)。 

    總結(jié):干式泵已經(jīng)在半導(dǎo)體生產(chǎn)行業(yè)中成功地運(yùn)用了多年,并且在多種行業(yè)里變得越來(lái)越普遍。上述例子表明,干式泵已經(jīng)做好更加充分的準(zhǔn)備來(lái)迎接來(lái)自于越來(lái)越多的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的油密封技術(shù)曾經(jīng)在這些應(yīng)用領(lǐng)域中占了主導(dǎo)地位。 

    它們的應(yīng)用日益增加的原因很清楚,因?yàn)樗鼈兛煽?、耐磨、易于維護(hù),給結(jié)果帶來(lái)重大的好處。例如在滾動(dòng)噴涂行業(yè)里,該環(huán)境中所用的一臺(tái)油密封真空泵每年的維護(hù)費(fèi)用大約是一臺(tái)新泵成本的40%。  

    干式泵使正常工作時(shí)間更長(zhǎng),并且由于它們具有可重復(fù)性,所以使生產(chǎn)的產(chǎn)量更高,節(jié)約了成本。該技術(shù)不僅安全,而且它的設(shè)計(jì)使其即使在頗為苛刻的工作環(huán)境中也能夠*的工作。干式泵具有良好的投資收益,預(yù)計(jì)在12到18個(gè)月內(nèi)就可獲得回報(bào)——假設(shè)無(wú)需削減投資就可改善加工過(guò)程。 
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