螺桿真空泵的特點及應用

王海雷　趙業(yè)

摘 要 真空設備產(chǎn)品以其量大、面廣的優(yōu)勢而成為了真空工程配套不可或缺的基礎元件之一。目前，社會各界對各種真空獲得設備的需求量隨著真空技術應用領域的發(fā)展增速十分迅猛。文中對真空獲得設備中的螺桿真空泵的工作原理進行了簡單的介紹，分析了國內(nèi)螺桿真空泵的現(xiàn)狀，并就螺桿真空泵的優(yōu)勢特點進了分析，探討了其應用情況，以期為螺桿真空泵的發(fā)展提供良好的基礎。

關鍵詞 螺桿真空泵；特點；應用

中圖分類號 TB75 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）11-0102-02

螺桿真空泵是于20世紀90年代產(chǎn)生的較為理想的一種干泵，螺桿真空泵的結(jié)構(gòu)緊湊、抽速較大、真空度高、直排大氣、壽命長、泵腔內(nèi)無油無水等優(yōu)點，成為了本世紀首選的環(huán)保產(chǎn)品，并得到了十分廣泛的運用。

1 螺桿真空泵的工作原理分析

螺桿真空泵是將經(jīng)過嚴格動平衡校正、以軸承做支撐的2個螺桿安裝與泵腔內(nèi)，并保證兩個螺桿之間有合理的空隙。螺桿真空泵在運轉(zhuǎn)的過程中，2個轉(zhuǎn)子在泵腔內(nèi)作同步高速反向旋轉(zhuǎn)，以此產(chǎn)生吸氣與排氣。因轉(zhuǎn)子經(jīng)過了嚴格的動平衡校正，螺桿之間也保證了合理的間隙，因此，泵在運轉(zhuǎn)的過程中轉(zhuǎn)子不會產(chǎn)生摩擦，平衡運轉(zhuǎn)、噪音低，且工作腔不需要任何潤滑油，油耗功率低，具有節(jié)能、免維修等優(yōu)點，特別適用于對環(huán)境、噪音要求較高的環(huán)境[1]。

2 國內(nèi)螺桿真空泵現(xiàn)狀分析

近年來，市場對螺桿真空泵需求量越來越明顯，參照目前抗腐蝕、環(huán)保要求老式的真空泵以無法滿足，越來越多的無油式、耐腐蝕性強的真空泵取代了老式的真空泵。真空泵在不斷發(fā)展中，也正經(jīng)受嚴格的考驗，隨著用戶對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式的越來越有針對性，生產(chǎn)設備的選用也越來越概念化，環(huán)保意識逐漸增強，越來越多的企業(yè)逐漸提升了對新設備的關注。

我國目前已具有了一批具有一定的規(guī)模的真空泵生產(chǎn)廠家，都已加入了螺桿真空泵的研究領域之中。生產(chǎn)廠家面對市場經(jīng)濟的需求，如若不積極探索開發(fā)新型產(chǎn)品則注定會被市場所淘汰，而真空行業(yè)的發(fā)展自始以來就與各行業(yè)之間的關系十分密切，如果兼具環(huán)保、使用時間長、結(jié)構(gòu)簡單、不受任何污染的螺桿真空泵的出現(xiàn)勢必會帶來一場革命性的變革。真空泵廠家想要掌握這種先進的生產(chǎn)技術，則需要積極汲取國外的先進的生產(chǎn)技術，不論是生產(chǎn)設備的選擇還是生產(chǎn)工藝的水平，其都是生產(chǎn)基礎的重中之重，唯有精密的儀器設備才能夠生產(chǎn)出精密的產(chǎn)品，就螺桿真空泵這種雙轉(zhuǎn)子工藝的生產(chǎn)能力而言，廠家應多向國外生產(chǎn)廠家學習，把好外觀、內(nèi)在的質(zhì)量關，就泵運轉(zhuǎn)的原理做到了解并熟悉，只有不斷去摸索生產(chǎn)工藝，才能夠使泵的生產(chǎn)工藝有可能延伸。

我國目前對螺桿真空泵的研究還處于初級研發(fā)階段之中，面臨著很多技術方面的難題需要解決，要確保螺桿真空泵的發(fā)展，則需要不斷探索，將這些難以解決的難題轉(zhuǎn)化為技術力量，這樣勢必會加快螺桿真空泵的推廣與應用。

3 螺桿真空泵的優(yōu)勢特點

近年來，對真空領域觀察與分析，真空泵的發(fā)展不能夠一直停留于原狀，目前越來越多的項目需要真空系統(tǒng)，多為環(huán)保性、耐腐蝕效果強的應用產(chǎn)品，整個真空市場逐漸向無油系統(tǒng)邁進，已逐漸形成了更新?lián)Q代的格局，螺桿真空泵的需求量逐年上升。

真空市場從有油時代向無油時代的轉(zhuǎn)化極大地推動了螺桿真空泵的發(fā)展，雖然我國螺桿真空泵的生產(chǎn)技術與國外相比存在較大的差距，但是我國技術力量也不容小覷，國內(nèi)科研人員對新產(chǎn)品的研發(fā)興趣盎然且堅持態(tài)度無人能比。螺桿真空泵借助其自身抽速高、結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)保、無污染的優(yōu)勢迅速在市場中占領了較大份額，目前國內(nèi)很多企業(yè)爭相自主生產(chǎn)，但是由于技術原因的限制而處于觀望之中。隨著螺桿真空泵的引進，我國用戶的需求出現(xiàn)了改變，企業(yè)增強了環(huán)保意識，在企業(yè)在選擇適合本企業(yè)的生產(chǎn)設備上有了自己的要求，設備的選用關系到企業(yè)發(fā)展生產(chǎn)發(fā)展，螺桿真空泵這種先進、精密的設備是每個用戶的必然選擇。

4 螺桿真空泵的應用

4.1 在制藥行業(yè)溶媒回收中的應用

用于溶媒結(jié)晶工藝的原料藥在結(jié)晶之后需要進行過濾、洗滌、真空干燥等處理，物料的含濕范圍通常在20%～200%之間，濕物料之中溶媒為易燃易爆、有毒有害物質(zhì)的介質(zhì)，由真空機組在真空干燥的過程中將其抽走，由于傳統(tǒng)濕式真空系統(tǒng)采用的機組為羅茨液環(huán)真空機組，液環(huán)泵的密封液在干燥過程會吸收、溶解部分的有機溶媒，在汽液分離器中將廢棄與高濃度低有機廢液分離出來，但是這樣不僅能夠?qū)⑵渲械娜苊接枰猿浞只厥?，還會增加企業(yè)運行的成本，給環(huán)保、健康安全帶來來挑戰(zhàn)。干式螺桿真空冷凝系統(tǒng)在干燥過程中于排氣側(cè)進行有機溶媒冷凝處理，從而做到了廢水廢液的零排放、溶劑的回收。螺桿真空泵泵腔內(nèi)部均有進行過防腐處理，因此不需要任何其余工業(yè)介質(zhì)也能夠確保無廢液處理、環(huán)保的問題，同時還實現(xiàn)了有機溶媒的全回收?？梢?，螺桿真空泵在制藥行業(yè)溶媒回收這一領域之中的應用無疑是最佳選擇。

4.2 在石化行業(yè)汽油蒸汽回收中的應用

汽油蒸汽回收裝置中螺桿真空泵是一個極為重要的設備，將其中C4、C5、C6等揮發(fā)性極高的汽油蒸汽抽取掉。通常情況下螺桿真空泵的運行溫度在80℃以下，但是如果要運行溫度溫度在80℃以下僅僅依靠泵體夾套冷處理是難以實現(xiàn)的，同時因為絕大多數(shù)現(xiàn)場無法通過冷卻水來進行降溫，唯一能夠用于冷卻作用的就是汽油。為了確保泵的運行溫度能夠有所降低，除外了向泵體夾套內(nèi)注入汽油外，在溫度最高時往泵腔內(nèi)注入適量的汽油，借助汽油蒸發(fā)吸熱來降低泵腔內(nèi)的溫度無疑是最有效的一種方法。但是螺桿真空泵在回收汽油蒸汽時，冷凝掉的汽油會在泵的排氣口處堆積，從而引起異常振動與噪聲現(xiàn)象的發(fā)生，對此應及時將這些堆積在排氣口處的液體抽取出來。首先，將真空泵的排氣管向下傾斜，確保排氣管道位置要比泵的排氣口位置低。其次，在真空泵的排氣口或是消音器位置最低的位置安裝循環(huán)泵來消除堆積的液體。最后，在真空泵的排氣口處安裝單向閥，以避免泵在運行的過程中因虹吸現(xiàn)象而導致冷凝液倒流進泵腔內(nèi)部[2]。

4.3 在空間模擬裝置之中的應用

空間模擬裝置被抽容積為幾千到幾萬立方米范圍內(nèi)，期間壓力從幾萬Pa到幾Pa之間變化、跨度大，被抽取氣體中含有大量的水蒸氣以及氮氧化物。而這種真空系統(tǒng)中預抽真空問題是其中最先會遇到的問題，如果僅僅采用傳統(tǒng)滑閥泵當作前級泵則會導致以下這些問題的出現(xiàn)。1）在高入口壓力之下滑閥泵長時間作業(yè)，因氣流攜帶作用會導致嚴重噴油現(xiàn)象的發(fā)生，不僅造成了昂貴的油的大量浪費，還對環(huán)境造成污染。2）被抽氣體中含有大量的水蒸氣、氮氧化物等，如果這些氣體進入到真空泵泵腔內(nèi)會造成油快速變質(zhì)、乳化，導致油的密封性被破壞，真空性能被降低，嚴重的甚至對泵的正常運行造成破壞性影響。3）需要配置較多的泵，此外滑閥泵的振動、噪聲也相當大。以螺桿真空泵替代傳統(tǒng)滑閥泵在空間模擬裝置中的應用，也因其自身所具有的大抽速、小振動、低噪音、清潔無油等優(yōu)勢而得到大型空間模擬真空系統(tǒng)的重視。同時，為了確保真空機組抽速能夠得到提高、極限真空高、螺桿泵的尺寸能夠得到相應減小，可采用一臺羅茨泵、一臺螺桿真空泵兩者串聯(lián)形成二級機組，還可以采用二臺羅茨泵、一臺螺桿真空泵三者串聯(lián)形成三級機組。此外，為了避免顆粒雜質(zhì)進入到泵內(nèi)，可在真空機組入口設置精度為50um的過濾器。

綜上所述，通過對螺桿真空泵特點的介紹，我們已經(jīng)對螺桿真空泵有了大概的了解。特別是對于螺桿真空泵的優(yōu)勢以及其應用也有了一定的了解。隨著科學技術的發(fā)展，如今在很多領域之中都需要使用真空獲得設備，螺桿真空泵作為其中的佼佼者，其應用也會越來越廣泛。

參考文獻

[1]趙凡，張世偉，韓進，等.螺桿真空泵技術領域的專利分析[J].真空，2016（1）：26-31.

[2]張世偉，趙凡，張杰，等.無油螺桿真空泵螺桿轉(zhuǎn)子設計理念的回顧與展望[J].真空，2015（5）：1-12.