在近50年來，隨著真空技術(shù)的研究與發(fā)展，在諸多行業(yè)、部門以及科研項(xiàng)目中的廣泛應(yīng)用，例如冶金、機(jī)械、化工、石油、輕工、食品、交通運(yùn)輸、環(huán)保、工業(yè)等，所需要的真空獲得設(shè)備的研究工作也已經(jīng)是碩果累累。

由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展革新，以半導(dǎo)體、電子產(chǎn)品為代表工業(yè)生產(chǎn)制造技術(shù)也同樣產(chǎn)生了革新，在其先進(jìn)的制造工藝中，需要要求沒有污染且真空度較高的清潔真空環(huán)境。

所以，干式真空泵便以其自身原理、結(jié)構(gòu)、抽氣效率等各方面的突出優(yōu)勢(shì)在諸多領(lǐng)域中均得到了廣泛認(rèn)可，其中多級(jí)羅茨干式真空泵便是這些領(lǐng)域中十分常用高效的真空獲得設(shè)備之一。

對(duì)于干式真空泵可以從狹義與廣義兩個(gè)方面來進(jìn)行定義。從狹義上講，干式真空泵應(yīng)該定義為：在抽氣流道內(nèi)無任何液態(tài)工作介質(zhì)或密封介質(zhì)、排氣口與大氣相通可連續(xù)向大氣排氣、可在大氣壓至10Pa范圍內(nèi)連續(xù)抽氣。

從廣義上講，干式真空泵是指在大氣壓到1×10-2Pa的壓力范圍內(nèi)工作，在泵的抽氣流道（如泵腔）中，不能使用任何油類和密封液體，排氣口與大氣相通，能連續(xù)向大氣中排氣的泵，即稱為干式真空泵。

干式真空泵屬于氣體輸送泵，其中氣體輸送泵依據(jù)其工作原理不同，可以分為動(dòng)量輸送式真空泵和容積式真空泵兩大類型。動(dòng)量輸送式真空泵包括如渦輪泵和離心泵等。

容積式干式真空泵的工作原理是利用真空泵在工作過程中，泵腔內(nèi)容積的周期性變化來實(shí)現(xiàn)其抽氣過程的。由于容積的工作原理不同，包括往復(fù)式真空泵和旋轉(zhuǎn)式真空泵。

其中旋轉(zhuǎn)式真空泵就包括現(xiàn)在正被廣泛認(rèn)可、研發(fā)、和使用的干式真空泵，其主要包括多級(jí)羅茨真空泵，多級(jí)活塞泵，爪型泵，螺桿泵，渦旋泵等。不同種類的干式真空泵的工作特性、適用環(huán)境等都不盡相同，下表1是幾種典型的干泵性能的比較。

表1??幾種典型的干泵性能

干式真空泵的應(yīng)用范圍十分廣泛，這也主要由于其獨(dú)特的工作原理可以使其在工作過程中能夠清潔、高效地獲得所需要的真空環(huán)境。就其所被使用的行業(yè)不同，可以大體分為以下幾個(gè)方面：

①低壓化學(xué)氣相沉積中的多晶硅制備工藝中；

②半導(dǎo)體刻蝕工藝。在這些生產(chǎn)工藝中往往用到或生成腐蝕性氣體和研磨微粒；

③除半導(dǎo)體工藝外的某些產(chǎn)生微粒的工藝，不希望微粒混入泵油中，而希望微粒排出泵外，則用相應(yīng)型式的干式機(jī)械真空泵可以滿足要求。

干式真空泵在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上，通常為利用兩個(gè)或多個(gè)相互嚙合轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)其抽氣過程的。相互嚙合的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間均要存在特定的嚙合間隙。因此在干式真空泵工作過程中，轉(zhuǎn)子之間沒有磨擦，旋轉(zhuǎn)工作平穩(wěn)，產(chǎn)生的噪音低。

該真空泵的泵腔內(nèi)不需要油類等的工作介質(zhì)，所以它能夠防止被抽容器被泵腔內(nèi)返流出來的工作介質(zhì)所污染。并且，其也避免了因?yàn)橐恍┨厥饧庸どa(chǎn)中所使用的反應(yīng)物質(zhì)在抽氣過程中，與一些真空泵內(nèi)的工作介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，致使真空泵無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)抽氣的情況發(fā)生。

由于干式真空泵自身的設(shè)計(jì)機(jī)理，其可以抽除攜帶大量水蒸汽和少量粉塵的氣體。而且就旋轉(zhuǎn)容積式干式真空泵而言，其抽氣過程中對(duì)泵腔內(nèi)的氣體不存在壓縮作用，所以其可以用來抽出可凝性氣體等。

并且，干式真空泵的消耗功率更低，其所能夠達(dá)到的極限真空更高，具有節(jié)能，免維修等優(yōu)點(diǎn)。曾經(jīng)被廣泛使用的油封式真空泵已經(jīng)逐漸被干式真空泵所取代，并且應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到制藥、化工、航天、半導(dǎo)體等諸多行業(yè)。

本文作者：陳超

本文摘自《多級(jí)羅茨干式真空泵的流動(dòng)特性研究》

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