無油真空泵在工業流程中的優點

各大領域的生產商總在尋找提升利潤空間的途徑——目的是在不影響質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體行業的干式真空泵技術，因其操作中的清潔和高效而開始向工業和實驗室真空流程轉移。 

    干式真空泵使工作容積中無油，因此帶來了不少益處。首先，它增強了泵的可靠性。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，所需的維護工作更少。減少用油量還意味著減少了認真處理油而花費的成本。使用干式真空泵還使可能的污染減到最小程度，這種污染既可能出現在油里——影響了泵的性能，也可能出現在某些極端的情況下，例如在最終產品中。 

    要想成功地更換現有的基于油的真空泵系統，關鍵是要找到針對特定應用的最合適的解決方案。為了看一下可以受益的不同類型的應用，下面介紹四種不同的工業生產過程，以及它們使用干式真空泵的主要好處有哪些。 

    滾動噴涂維修        
                           
    金屬噴鍍覆膜是滾動噴涂行業中一種沿用已久的加工過程，它在真空環境下使用熱蒸發技術。一層薄薄的金屬層（最常見的是鋁）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。這是適合于食品應用領域的理想材料，因為它使產品保持新鮮，延長保存期限。該加工過程也日益被用于生產裝飾紙、禮品包裝紙和薄膜。 

    加工過程中用到了繞有襯底材料（紙張或PE膜）的大型卷軸（寬度達2米），它們被安全地置于纏繞室中。這些卷軸連續旋轉——使襯底材料高速穿過隔膜進入噴涂室（圖1）。噴涂室要求有極高的真空度，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。噴涂是熱蒸發過程的結果，在此過程中，金屬被加熱，從而使其汽化，然后沉淀在襯底材料上。 

    滾動噴涂應用領域中所使用的真空泵系統包含有數個蒸汽增壓器/擴散泵，以及機械升壓器的一級或多級，此外還有前級泵。前級泵必須在任何時候都符合系統的生產量和前級壓力要求——因此最重要的一點是它們要可靠并且易于維護。這樣就將生產時間的損失減到最小，生產時間的損失會影響設備的生產率。 

    在許多先進的滾動噴涂公司中，干式泵送技術已經成為一種越來越吸引人的前級泵替代品，被用來取代傳統的油密封系統。干式泵天生就是一種清潔的設備，它們不易受灰塵或其他微粒的累積的影響，而這種積灰現象經常出現在濕式泵的密封液體中，導致噴涂的質量降低。干式泵不會在各次工作之間出現性能降低，因而確保了滾動噴涂過程中的可重復性。 

    泵中不用油還帶來了環境和維護方面的其他好處。例如，濕式泵中所用的油經常暴露在加工過程的氣體當中，而該氣體被泵送到噴涂室內。因此，油會受到加工過程中的微粒的污染。時間長了，油就會變質，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，如果使用氧氣來生成氧化鋁，那么當氧氣與烴油混合時，就會形成爆燃性空氣。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需安裝嚴格的生產過程控制設備，這些設備要耗費相當大的成本。 
                                                   
    英國最大的生產工廠一的裝配作業線制動器加油站上安裝了三臺BOC Edwards GV80干式真空泵。    
    EdwardsIDX1000泵采用第三代雙頭螺旋技術,是BOCEdwards公司的新型干式真空泵，用于冶金和噴涂應用場合。  
                    
    有效處理水蒸氣 
                     
    干式泵技術目前正被廣泛用于冶金和熱處理應用領域。最近安裝了一些世界上最大的干式泵系統來進行大型煉鋼排氣。稍小一些的系統用于處理精煉鋼和超耐熱不銹鋼。 

    例如，真空感應熔化（VIM）就是一種冶金加工過程，起初研發該技術是為了處理特殊的合金，如今它日益被用于生產不銹鋼等其他材料。使用VIM的典型應用場合有鑄造飛機發動機的零部件和精煉高純度的金屬和合金。 

    該過程使用電磁感應在真空下將金屬熔化。這樣會在金屬中感應產生渦電流——感應源是感應線圈，它帶有交變電流。渦電流使負載發熱并熔化。 

    像這樣的冶金過程產生一定量的可冷凝水蒸氣，其中含有水汽。油密封的旋轉柱塞泵曾經是這些處理過程中用的最普遍的一種泵，但是用這種泵，水蒸氣會與潤滑油混合在一起，導致潤滑油老化，并且增大了泵送機構的磨損程度。干式泵不會像這樣受水汽的影響，因為它們工作在較高的溫度下，并且在處理室內沒有油。 

    減少維護成本 
                           
    真空還用于制動器加油站，它是汽車生產線的一部分。汽車制造商希望裝配時間盡可能快速，他們研發出了這樣一種方法，即使用真空泵來排空和填充制動回路，并對制動回路進行檢漏試驗——結果，他們現在能在60秒內完成整個過程。 

    某汽車制造商最近用三臺BOC Edwards 
    Drystar泵取代了原來的三臺油密封真空泵；每條制動回路各有一臺泵，另外再加上一臺備用泵。這樣做的主要原因是，需要對油密封泵進行維護以使它們保持在最大工作能力下運轉。和被取代的油密封泵不同，現在安裝的干式泵只需要每6年進行一次大修即可。干式真空泵系統還更加節約成本，因為所需的消耗品也減少了。諸如BOC 
    Edwards的GV系列這樣的很多泵都具有和標準泵一樣的安全特性，例如迅速關合溫度開關，如果出現了與加工過程有關的熱問題，它們能保護泵。 

    盡量減小污染的危險 
                           
    某質譜儀生產商最近將干式泵納入了其頗受矚目的質譜儀系列產品中。質譜儀用于測量和分析分子，它們是工業領域和學術界的研究和開發工具所必需的設備。它們根據氣體離子的不同質量和電荷將這些離子分開，從而確定物質的化學成分。為了達到這一目的，必須保證當離子產生時（這是在過程的開始階段發生于電離室），它們能夠自由地在機器中穿行，而不碰撞到空氣分子——因此要產生一個真空來確保室內沒有空氣。使真空泵的工作容積中不含有油還能確保沒有油分子存在。 

    大部分用戶是制藥公司，它們需要用設備進行生物分析，對藥物予以鑒定以進行臨床試驗。干式真空泵解決方案更好地確保了高精度測量，這對于某些機構來說是必不可少的，這些機構必須滿足美國食品和藥物管理局（FDA）以及其他一些國家部門所制定的規章制度。通過使用干式真空泵，消除了污染的危險。 

    總結：干式泵已經在半導體生產行業中成功地運用了多年，并且在多種行業里變得越來越普遍。上述例子表明，干式泵已經做好更加充分的準備來迎接來自于越來越多的工業應用領域的挑戰，傳統的油密封技術曾經在這些應用領域中占了主導地位。 

    它們的應用日益增加的原因很清楚，因為它們可靠、耐磨、易于維護，給結果帶來重大的好處。例如在滾動噴涂行業里，該環境中所用的一臺油密封真空泵每年的維護費用大約是一臺新泵成本的40％。 

   干式泵使正常工作時間更長，并且由于它們具有可重復性，所以使生產的產量更高，節約了成本。該技術不僅安全，而且它的設計使其即使在頗為苛刻的工作環境中也能夠無故障的工作。干式泵具有良好的投資收益，預計在12到18個月內就可獲得回報——假設無需削減投資就可改善加工過程。