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高效而開始向工業(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油，因此帶來了不少益處。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最小程度，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)在某些極端的情況下，例如在最終產(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)用的最合適的解決方案。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（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(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。該加工過程也日益被用于生產(chǎn)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(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隔膜進(jìn)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(fā)過程的結(jié)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(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（圖1）。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——因此最重要的一點(diǎn)是它們要可靠并且易于維護(hù)。這樣就將生產(chǎn)時(shí)間的損失減到最小，生產(chǎn)時(shí)間的損失會(huì)影響設(shè)備的生產(chǎn)率。
在許多先進(jìn)的滾動(dòng)噴涂公司中，干式泵送技術(shù)已經(jīng)成為一種越來越吸引人的前級(jí)泵替代品，被用來取代傳統(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)噴涂過程中的可重復(fù)性。
泵中不用油還帶來了環(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需安裝嚴(yán)格的生產(chǎn)過程控制設(shè)備，這些設(shè)備要耗費(fèi)相當(dāng)大的成
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。最近安裝了一些世界上最大的干式泵系統(tǒng)來進(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)是這些處理過程中用的最普遍的一種泵，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)過程。
某汽車制造商最近用三臺(tái)BOC Edwards Drystar泵取代了原來的三臺(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)以使它們保持在最大工作能力下運(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)合溫度開關(guān)，如果出現(xiàn)了與加工過程有關(guān)的熱問題，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)商最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，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)（這是在過程的開始階段發(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)真空來確保室內(nèi)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(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)來說是必不可少的，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)家部門所制定的規(guī)章制度。通過使用干式真空泵，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)備來迎接來自于越來越多的工業(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)境中也能夠無故障的工作。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)無需削減投資就可改善加工過程。