【正文】 以下特點(diǎn)： （ 1） 在較寬的壓強(qiáng)范圍內(nèi)有較大的抽速； （ 2） 起動(dòng)快，能立即工作； （ 3） 對(duì)被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感 ，泵腔內(nèi)氣體垂直流動(dòng)，有利于被抽的灰塵或冷凝物的排除 ； （ 4） 轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與泵腔之間有間隙，泵內(nèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)摩擦； 轉(zhuǎn)子不必潤(rùn)滑，泵腔內(nèi)無(wú)油； （ 5） 轉(zhuǎn)子形狀對(duì)稱， 振動(dòng)小， 選擇高精度的齒輪傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音低 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡條件較好，沒(méi)有排氣閥； （ 6） 驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械摩擦 損失??； （ 7） 結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小 ，通常選臥式結(jié)構(gòu) ； （ 8） 運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低。它是由羅茨鼓風(fēng)機(jī)演變而來(lái)的。 （ 13）在用戶遵守泵的運(yùn)輸、保管、安裝、使用維護(hù)的條件下，從制造廠發(fā)貨日期起一年內(nèi)，泵因制造質(zhì)量不良發(fā)生損壞而不能正常工作時(shí)，制造廠應(yīng)為用戶免費(fèi)修理或更換。 （ 11）泵應(yīng)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間 2500h。 （ 9）泵的 動(dòng)密封不允許有漏油現(xiàn)象。 沈陽(yáng)建 筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 （ 7）泵工作的環(huán)境溫度為 CC ?? 40~5 。如需測(cè)量抽速， ZJ（ P）型泵必須配置相應(yīng)的前級(jí)泵，并注明前級(jí)泵的型號(hào)和規(guī)格。 （ 4）在帶試驗(yàn)罩的條件下， ZJ（ P）型泵啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn) 30min 之后，應(yīng)達(dá)到圖 22規(guī)定的極限壓力； ZJQ 型泵在啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)平衡后（一般 3min 到 5min），應(yīng)達(dá)到圖 23規(guī)定的極限壓力。 （ 2） ZJ（ P）型泵必須有前級(jí)泵為其預(yù)抽真空，它不能單獨(dú)使用； ZJQ 型泵可單獨(dú)使用，直排大氣。實(shí)驗(yàn)氣體為非可凝性氣體，一般指空氣。 （ 3）最大允許壓差 最大允許壓差是指泵入口壓力等于或低于 Pa3101? 時(shí)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 1h，不發(fā)生故障所允許的出口壓力與入口壓力差值的最大值，單位為 Pa。 沈陽(yáng)建 筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第二章 羅茨真空泵的介紹 羅茨真空泵的術(shù)語(yǔ)和定義 （ 1）抽氣速率 當(dāng)泵裝有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)罩并按規(guī)定條件工作時(shí)，從試驗(yàn)罩流過(guò)的氣體流量與在試驗(yàn)罩上指定位置測(cè)得的平衡壓力之比，簡(jiǎn)稱抽速，單位 L/s。 我們希望 21 世紀(jì)中真空科學(xué)與技術(shù)取得更新的成就。希望能研制出不經(jīng)烘烤的超高真空裝置或者烘烤 100℃ 就可以了。實(shí)現(xiàn)真空裝置鋁合金化，硬度問(wèn)題利用離子鍍就可以達(dá)到實(shí)用化。要利用微重力條件下宇宙真空環(huán)境，為人類服務(wù)。希望在太空中建立真空應(yīng)用的工廠。因?yàn)榛ㄙM(fèi)在抽真空上的時(shí)間非常長(zhǎng)，所以要加以解決。 對(duì)真空技術(shù)未來(lái)發(fā)展的期望 對(duì)未來(lái)真空技術(shù)的期望，首先希望廠家能研制出方便耐用的設(shè)備，朝著用戶與廠家相互滿足的方向努力。 盡管 2021 年真空行業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)，但目前的真空泵技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r卻并不樂(lè)觀。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整一是要不斷推出市場(chǎng)需要的對(duì)路產(chǎn)品，對(duì)真空泵市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，就是要加快各種干式泵、分子泵以及其他高端產(chǎn)品的研制生產(chǎn)，盡快形成批量 。多數(shù)企業(yè)期望只靠已有的老產(chǎn)品，不斷增加產(chǎn)量而逐年增加利潤(rùn)，這種可能性在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天會(huì)越來(lái)越小。在高科技領(lǐng)域， 國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在技術(shù)水平和質(zhì)量上不能滿足要求， 90％以上市場(chǎng)份額由國(guó)外產(chǎn)品占領(lǐng)。目前國(guó)內(nèi)的狀況是真空泵生產(chǎn)企業(yè)仍然以生產(chǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)品為主 39。但是隨 著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，信息技術(shù)、航空航天、納米科學(xué)等高科技弓 I導(dǎo)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流。引進(jìn)國(guó)外技術(shù)不是目的，而是手段，通過(guò)引進(jìn)技術(shù)最終打造國(guó)產(chǎn)自主品牌。但苧引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，應(yīng)特別注意兩點(diǎn)：一是重在消化吸收， 在此基礎(chǔ)上培育企業(yè)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新能力。 引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，提升我國(guó)產(chǎn)品的科技含量在其他行業(yè)有成功的經(jīng)驗(yàn)。才能使整個(gè)行業(yè)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展。 業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為干式真空泵是真空獲得設(shè)備發(fā)展的方向，也是真空 獲得手段的 “ 尖端 ” 技術(shù)，我國(guó)的真空泵產(chǎn)業(yè)必須在此領(lǐng)域有所作為，首先進(jìn)入食品、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的干式真空泵進(jìn)入該領(lǐng)域十分艱難，使得干式真空泵這個(gè)未來(lái)真空獲得設(shè)備的主導(dǎo)產(chǎn)品在我國(guó)處于十分困難的境地。 國(guó)內(nèi)飛速發(fā)展的電子信息產(chǎn)業(yè)沒(méi)有有效的刺激國(guó)內(nèi)干式真空泵發(fā)展，而卻成為國(guó)際上真空工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的擴(kuò)張之地。沒(méi)有形成批量生產(chǎn)。 國(guó)內(nèi)目前真空獲得設(shè)備仍然以傳統(tǒng)的真空泵為主，主要為旋片真空泵、滑閥真空泵、羅茨真 空泵、蒸汽流泵、水環(huán)真空泵等，且全部用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)生產(chǎn)的真空泵用于電子信 息產(chǎn)業(yè)不足 1％，與日本、歐美等國(guó)相比差距巨大 。根據(jù)預(yù)測(cè)，到 2021 年我國(guó)將成為世界上第二大半導(dǎo)體集成電路市場(chǎng)，總需求量約 1000 億塊，達(dá)到 1000 億美元以上的總金額，需要建 30多條大生產(chǎn)線才能滿足需求。所謂個(gè)性化和多樣化就是針對(duì)不同用戶的不同需求，設(shè)計(jì)針對(duì)某一用戶 的特定場(chǎng)合的產(chǎn)品，使產(chǎn)品在這一場(chǎng)合應(yīng)用，其特性的發(fā)揮恰倒好處。產(chǎn)品和市場(chǎng)的不銜接，使我們丟掉了許多機(jī)會(huì)。同時(shí)通過(guò)采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)來(lái)降低振動(dòng)、噪聲，解決泵的噴油、漏油問(wèn)題，還用戶一個(gè)清潔環(huán)保的工作環(huán)境。而現(xiàn)在，產(chǎn)品的可靠性、性能的穩(wěn)定性以及對(duì)環(huán)境不 造成污染逐漸成為用戶購(gòu)買產(chǎn)品時(shí)考慮的主要因素。 提高真空泵的可靠性，降低振動(dòng)、噪聲，注重真空泵的綜合水平。由于真空技術(shù)領(lǐng)域的擴(kuò)展和迅速成長(zhǎng)的高新技術(shù)，國(guó)內(nèi)真空泵市場(chǎng)對(duì)真空泵的技術(shù)水平提出了更高的要求。所以，我國(guó)應(yīng)大力研究開發(fā)干泵，使干泵成為我國(guó)真空工業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。極限壓力從 10Pa～ 102Pa，抽速?gòu)?20m3/h～500m3/h。在日本，半導(dǎo)體 行業(yè)已全部用干式真空泵代替油封式機(jī)械泵，歐美半導(dǎo)體行業(yè) 45%以上用干式真空泵代替了油封式機(jī)械泵，大大提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。首先，分子泵要從小到大建立完整系列，并研究開發(fā)各種復(fù)合分子泵、牽引泵和低溫分子泵，以滿足不同場(chǎng)合的需要。這種低溫分子泵在真空鍍膜裝置上應(yīng)用，既提高了生產(chǎn)效率又改善了膜層質(zhì)量。 由于分子泵對(duì)水蒸氣的抽速僅為同口徑低溫泵抽速的四分之一，所以分子泵的排氣時(shí)間比低溫泵長(zhǎng)。國(guó)產(chǎn)中小型直 聯(lián)旋片泵在技術(shù)上已經(jīng)過(guò)關(guān)，價(jià)格又遠(yuǎn)沈陽(yáng)建 筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 比國(guó)外的泵便宜，所以國(guó)產(chǎn)泵仍然有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵是要解決軸封漏油以及旋片材料和真空泵油的性能質(zhì)量問(wèn)題，確保直聯(lián)泵在高速、高溫下性能穩(wěn)定和運(yùn)行可靠，同時(shí)還要進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)直聯(lián)旋片泵抽除水蒸氣的能力。 隨著真空技術(shù)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，直聯(lián)旋片泵的需求量越來(lái)越大。由于滑閥泵比較耐用、可靠，國(guó)內(nèi)外各種真空爐、鍍膜機(jī)以及干燥、浸漬等設(shè)備都是用滑閥泵作為前級(jí)泵，但是滑閥泵鑄件重，加工工作量較大，所以國(guó)外各真空廠都在中國(guó)尋找合作伙伴。由于水環(huán)泵大部分是鑄件，加工要求也不高，屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)品，所以國(guó)產(chǎn)水環(huán)泵在價(jià)格上有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵是要改進(jìn)設(shè)計(jì)，縮小體積，減輕重量，提高效率，降低能耗。 雖然水環(huán)真空泵屬于粗真空泵，但在我國(guó)的石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域仍然有著很大的市場(chǎng)。通過(guò)對(duì)全球真空泵市場(chǎng)的分析我們可以看出，各類真空泵的市場(chǎng)及應(yīng)用領(lǐng)域都在不斷變化和發(fā)展。 目前，全球真空泵市場(chǎng)的年銷售額約 20億美元，年增長(zhǎng)率在 7%左右。真空泵的市場(chǎng)根據(jù)用戶的需要而發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。 等離子體科學(xué)技術(shù)和真空科學(xué)技術(shù)將會(huì)得到協(xié)同發(fā)展，并將為探索宇宙結(jié)構(gòu)和物質(zhì)起源等重大基礎(chǔ)科學(xué)研究中起著重要的作用。把回收后的氘和氚再注入到大環(huán)真空室中，把除氚外的雜質(zhì)氣體按環(huán)保要求排 放出去。可控聚變裝置用的高真空泵采用渦輪分子泵和低溫泵，前者用于檢漏，后者則用于抽排聚變反應(yīng)廢氣的主泵?？?cè)莘e為 200m3，焊縫總長(zhǎng)達(dá)8000m。 核聚變裝置 的真空室用來(lái)長(zhǎng)時(shí)間包容高溫等離子體。美國(guó)正在研制 TFTR 型，歐洲共同體制作 JET 型，俄羅斯研制 T— 15 型，日本研制 JT60型的托卡馬克型核聚變裝置。 核聚變是人類未來(lái)的可靠能源，它的實(shí)現(xiàn)是全世界人們的愿望。 太陽(yáng)電池不僅要求高效、廉價(jià)和大面積等特點(diǎn)，而且要求暴露在自然條件下具有良好的穩(wěn)定性。因放電產(chǎn)生正離子轟擊陰極，陰極材料就被濺射出來(lái)。 輝光放電分解法：將被稀釋的氫和氬等加入到硅烷等低壓氣體中引起輝光沈陽(yáng)建 筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 放電，在等離子區(qū)分解硅烷，可使非晶硅堆積在低溫基板上。這些裝置的大部分電力，最終將聯(lián)接到電力系統(tǒng)上去，同現(xiàn)有發(fā)電廠組合運(yùn)行，向形成綜合電力調(diào)配系統(tǒng)方向發(fā)展。 如能在太陽(yáng)能電池的主體材料上加以研究和改進(jìn)，降低太陽(yáng)能電池的成本，改進(jìn)制作太陽(yáng)電池生產(chǎn)的工藝，這種技術(shù)是會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展的。 這種太陽(yáng)光利用技術(shù)，過(guò)去僅被用在宇宙衛(wèi)星、臺(tái)燈電源和邊遠(yuǎn)地區(qū)的通訊電源。 太陽(yáng)光利用技術(shù)，也就是利用太陽(yáng)光來(lái)發(fā)電，它是通過(guò)太陽(yáng)電池吸收陽(yáng)光，先變?yōu)橹绷麟娫俎D(zhuǎn)換為交流電加以利用的。 在加工成深溝和棱角的表面上，垂直入射的太陽(yáng)光，在溝與棱角的間隙中，經(jīng)多次反射而被吸收。 做成 槽型拋物面鏡收集器 (帶有 ZrCx／ Zr 選擇吸收面 )。像這樣結(jié)構(gòu)的膜，可見光在電介質(zhì)膜中被吸收，而紅外線透過(guò)干涉濾光鏡被金屬膜面反射而使輻射率變小。 在基板上制成具有高反射率的金屬膜，在膜上疊加干涉濾光鏡。由于 Si、 Ge對(duì)太陽(yáng)光的折射率高，涂上 SiO2等材料的減反射膜，對(duì)太陽(yáng)光的吸收率變好。這種結(jié)構(gòu)的膜，它可吸收陽(yáng)光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽粚?duì)紅外線則呈透明體。 在紅外線領(lǐng)域具有高反射率的金屬表面上，涂上一層吸收波長(zhǎng)為 1～ 3μ的半導(dǎo)體膜，就制成了選擇吸收面。為防止由聚熱管造成的對(duì)流損失，用透明玻璃管覆蓋在聚熱管外面，玻璃管內(nèi)保持真空 狀態(tài)。在選擇吸收面的制作上，采用了真空技術(shù)。 近來(lái)，由于高分子材料制作的軟鏡具有重復(fù)性好、透過(guò)率高、能大量生產(chǎn)、成本低等特點(diǎn)，而倍受重視。表面鏡由于膜面暴露在大氣之中，受氧化和摩擦等因素的影響，會(huì)使反射率較低。聚光的方式有很多種，但多數(shù)都采用反射鏡。 太陽(yáng)熱發(fā)電的聚熱溫度范圍很寬，約為 150～ 550℃ 。這些工廠的容量為 500kW～ 10MW，并已建成應(yīng)用。這兩種方式的額定輸出均為 1000kW。 日本于 1981 年在香川縣建成了第一座 1MW 的太陽(yáng)熱實(shí)驗(yàn)發(fā)電廠?，F(xiàn)在 各國(guó)都在進(jìn)行太陽(yáng)熱利用技術(shù)。日本曾提出到 1990 年，總能源的需要量的 2％將由新能源代替。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，要研究用新能源代替舊能源。 沈陽(yáng)建 筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 真空技術(shù)在能源方面的應(yīng)用 最近，人們對(duì)能源危機(jī)的關(guān)注已逐漸淡薄，但如何根本問(wèn)題并沒(méi)有得到解決。人們隨著對(duì)高級(jí)產(chǎn)品的需求，也迫切需要真空技術(shù)更加簡(jiǎn)便，并可應(yīng)用于高新技術(shù)領(lǐng)域。如果這樣考慮，真空技術(shù)的應(yīng)用也就更廣泛了。 有時(shí)由于充入其它氣體，而使得真空度略有下降，但就在這種真空度稍有改變的情況下，也可以進(jìn)行同樣的操作。例如在濺射成膜時(shí)的真空度并不高。有時(shí)也需要給裝置搞一個(gè)清潔的表面，清潔的表面是極其容易受污染對(duì)，當(dāng)必須使表面維持清潔狀態(tài)的時(shí)候，有 一個(gè)受到控制的氣體環(huán)境往往比處于超高真空狀態(tài)更為理想。但真空設(shè)備不一定都是干凈的。如果一系列的操作都能在真空中進(jìn)行，從底片進(jìn)入真空室到最終處理完成也在真空中進(jìn)行是最理想的。要想達(dá)到這一目標(biāo)就要求有非常微細(xì)的結(jié)構(gòu)。如分子束外延，半導(dǎo)體產(chǎn)品多是在真空狀態(tài)中進(jìn)行的。 今后電子技術(shù)領(lǐng)域?qū)φ婵盏男枨笠矔?huì)繼續(xù)有所增長(zhǎng)。又如過(guò)去作超純鋁箔的方法很費(fèi)事，又要把真空設(shè)備應(yīng)用到這個(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)過(guò)程中去，就一定會(huì)產(chǎn)生更好地超純鋁箔來(lái)。鋁合金雖己生產(chǎn)出來(lái)了，但就原有工藝稍加改進(jìn)，就會(huì)在性能上大有改觀，如用氧化膜將材料與大氣隔開，就能滿足用戶上述的要求。因?yàn)槿藗儗?duì)材料可靠性的要求，尤其對(duì)表面技術(shù)的應(yīng)用定會(huì)有所增長(zhǎng)。但這也說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，即新工藝、新材料等出現(xiàn)，勢(shì)必要帶動(dòng)真空產(chǎn)業(yè)等發(fā)展。前幾年我國(guó)真空煉鎂工藝的出現(xiàn)，曾一度使真空設(shè)備廠產(chǎn)的滑閥泵和羅茨泵供不應(yīng)求。利用真空可以分離由此形成的鋁鉛混合物。在熔爐內(nèi)還原時(shí)，由于耐火材料與鋁的混合，使分離非常困難。因此，對(duì)于真空設(shè)備廠來(lái)說(shuō)將會(huì)有一個(gè)很大的真空泵的銷售市場(chǎng)。 人們對(duì)真空的需求將會(huì)擴(kuò)大。另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是為了減少化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和核聚變反應(yīng)中的不純物，有時(shí)也要利用真空。目前，真空技術(shù)的應(yīng)用的特點(diǎn)是：利用真空環(huán)境來(lái)研制一些新材料和新工藝。暖水瓶是真空技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾獞?yīng)用，如果以后能生產(chǎn)出優(yōu)良的絕熱材料，且很便宜，那么真空在暖水瓶的生產(chǎn)過(guò)程中將會(huì)失去作用。真空蒸發(fā)、電子管和加速器就是利用了真空的這一特點(diǎn)。用于各自的需求不同，所需的真空度當(dāng)然也就不同了。 在本次設(shè)計(jì)中得到了 陳士忠講師 的悉心指導(dǎo)，對(duì)此表示衷心的感謝！同時(shí)也對(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中給與我大力幫助和指導(dǎo)的各位老師一并表示感謝！ 沈陽(yáng)建 筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一 章 真空設(shè)備獲得 需要不斷擴(kuò)大的真空領(lǐng)域 在 21 世紀(jì)，真空的需求是增長(zhǎng)還是減少 ?今后的發(fā)展趨勢(shì)又將如何 ?這主要取決于真空應(yīng)用的領(lǐng)域是否增加，需求是否增長(zhǎng)。 該機(jī)器的主要機(jī)構(gòu)為：主軸電 動(dòng) 機(jī)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)， 軸上有一對(duì)“ 8”字型轉(zhuǎn)子在泵殼中作等速反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生吸氣和排氣作用。 本人 本次 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 的 就是 ZJ系列的真空泵 本次設(shè)計(jì)的 ZJ150 型羅茨真空泵 是根據(jù)我國(guó)的實(shí)際生 產(chǎn)情況以及現(xiàn)有的技術(shù)水平，綜合國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，本著 高效率 ，低成本