1 引言

    渦旋的概念相當(dang)久遠(yuan)，20世紀初(chu)世界(jie)上就已經(jing)有了渦(wo)(wo)旋技術的zhuanli。但(dan)由于當(dang)時技術水平的限制，渦(wo)(wo)旋機(ji)構制造不出來，渦(wo)(wo)旋的概念也(ye)就被(bei)淡忘(wang)了。1973年(nian)渦旋機(ji)構(gou)被重新提起(qi)并制造出第一(yi)臺(tai)模型機(ji)構(gou)，使這項技術實際應(ying)用成為可能。渦旋機(ji)構(gou)的(de)(de)可靠性高、運行平穩(wen)、噪音極低(di)、節省能源等(deng)潛力(li)和巨大優勢馬上引起(qi)了冰(bing)箱(xiang)行業的(de)(de)重視和迫(po)切(qie)需求(qiu)，大受行業領先者(zhe)青睞，迅速被投(tou)入工業化應(ying)用。Trance、Hitachi、Copland等著名公(gong)司(si)的(de)(de)渦旋(xuan)壓縮(suo)機技術(shu)(shu)與產(chan)品(pin)引領了(le)世界渦旋(xuan)技術(shu)(shu)實用化的(de)(de)浪潮(chao)，帶動了(le)如冰箱、空(kong)調等諸多(duo)行業的(de)(de)技術(shu)(shu)進(jin)步和產(chan)品(pin)的(de)(de)更新換代。

    今天渦(wo)旋(xuan)技術(shu)已經由(you)初(chu)期的(de)應(ying)用(yong)(yong)在壓縮(suo)機(ji)行業(ye)推廣到真(zhen)空泵制造業(ye)，實(shi)現了全無油(you)(you)、運行更(geng)平(ping)穩、噪音更(geng)低、更(geng)加節省(sheng)能源的(de)渦(wo)旋(xuan)清潔真(zhen)空獲得技術(shu)的(de)實(shi)用(yong)(yong)化。人們(men)應(ying)用(yong)(yong)渦(wo)旋(xuan)概念與原理制造出了對真(zhen)空應(ying)用(yong)(yong)儀器設備和環境沒有污染，并(bing)且抽(chou)速、壽命、能耗等指標(biao)均優于普通油(you)(you)泵的(de)單級(ji)、雙級(ji)無油(you)(you)渦(wo)旋(xuan)真(zhen)空泵系列產品。

    上(shang)個(ge)世紀90年代初，世界上首臺(tai)渦旋(xuan)真空(kong)泵(beng)推(tui)向市場，渦旋(xuan)技術由此開始作為(wei)一(yi)種新型真空(kong)獲(huo)得技術在世界范圍內被推(tui)廣應用。到(dao)目(mu)前為(wei)止，世界上渦旋(xuan)真空(kong)泵(beng)的生產廠家集(ji)中在美國、日本和歐洲，以(yi)日本的Anest Iwata、美國的(de)Varian、德國的Bush等(deng)為代表。產品包(bao)括了(le)自0.25L/S~10L/S系(xi)列(lie)產(chan)品，有些15L/S或(huo)更大抽氣量的(de)產品也在試(shi)驗階段。

2 無油渦旋真(zhen)空(kong)泵的特點與應用(yong)領域

    清(qing)潔的(de)(de)(de)真(zhen)空環境(jing)一直是科學家(jia)和企業界(jie)追求的(de)(de)(de)理(li)想真(zhen)空環境(jing)。自能(neng)夠創造(zao)真(zhen)空環境(jing)開始，人們(men)就試(shi)圖(tu)采用不同的(de)(de)(de)手(shou)段達到清(qing)潔真(zhen)空的(de)(de)(de)效果。時至今日，清(qing)潔真(zhen)空獲(huo)得(de)設備已經(jing)(jing)發展到冷凝泵(beng)、柱塞(sai)泵(beng)、爪式泵(beng)、渦旋(xuan)泵(beng)以及隔膜泵(beng)等多(duo)種產品。在現有的(de)(de)(de)無油真(zhen)空泵(beng)當中，無油渦旋(xuan)真(zhen)空泵(beng)與其他種類的(de)(de)(de)無油真(zhen)空泵(beng)相比(bi)具有運行平穩、噪(zao)音低、節省能(neng)源(yuan)、重(zhong)量輕、體(ti)積(ji)小的(de)(de)(de)特點并已經(jing)(jing)被廣泛應用到下述科學研究與生產領域：1半導(dao)體(ti)(ti)行業——薄膜制備(bei)設備(bei)、半導(dao)體(ti)(ti)器(qi)件(jian)封(feng)裝(zhuang)設備(bei)；2真(zhen)空(kong)冶金行業(ye)——真(zhen)空(kong)爐、納米材料制(zhi)備(bei)設(she)備(bei)、真(zhen)空(kong)檢漏設(she)備(bei)；3科學儀器行業(ye)——同(tong)步輻射光束線(xian)、電子顯微(wei)鏡、分析測試儀器；4醫療(liao)設(she)備(bei)——牙科儀(yi)器、透析機；6生物制(zhi)品行業——材料提純、藥品制(zhi)備；7包(bao)裝行業——食(shi)品(pin)、藥品(pin)、生物制品(pin)等包(bao)裝設(she)備(bei)。

3 無(wu)油(you)渦旋真空泵(beng)工作原理、技術指標以及與普通油(you)泵(beng)的(de)對比

    無(wu)(wu)油渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)真(zhen)空(kong)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤是(shi)一(yi)(yi)(yi)個一(yi)(yi)(yi)端與一(yi)(yi)(yi)個平面相(xiang)接的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個或幾個漸開線螺旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)(yi)個渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)型(xing)盤狀結構(gou)。一(yi)(yi)(yi)個靜(jing)渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤與一(yi)(yi)(yi)個動渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤組成(cheng)一(yi)(yi)(yi)對渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤付構(gou)成(cheng)了渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)無(wu)(wu)油真(zhen)空(kong)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)基本抽氣機構(gou)。例如在(zai)雙級無(wu)(wu)油渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)真(zhen)空(kong)泵(beng)(beng)中(zhong)，有兩(liang)個方向對應(ying)的(de)(de)(de)固定渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤，一(yi)(yi)(yi)個位于兩(liang)個渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤之間的(de)(de)(de)轉(zhuan)動渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤。動、靜(jing)渦(wo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)盤相(xiang)對運(yun)動形(xing)成(cheng)容積(ji)不(bu)斷變(bian)化的(de)(de)(de)新月(yue)形(xing)真(zhen)空(kong)腔(qiang)使氣體從抽氣口吸入、排(pai)(pai)氣口排(pai)(pai)出(chu)、完成(cheng)排(pai)(pai)氣循(xun)環。

    眾所周知，無油渦旋真空泵(Oil free scroll vacuum pump)與普(pu)通油真空(kong)泵相比具有(you)顯著(zhu)的特點。

4 無(wu)油渦旋真空(kong)泵的優點及(ji)其能給用戶解決的問題

4.1無油渦旋(xuan)真空泵性能優越(yue)

    渦旋真空(kong)泵(beng)的(de)主要優點是(shi)間(jian)隙小(xiao)(xiao)、泄漏少，具有較(jiao)高(gao)的(de)壓縮比，在較(jiao)寬(kuan)的(de)壓力范圍(wei)內有穩(wen)定(ding)的(de)抽速，工作(zuo)壓力范圍(wei)寬(kuan)；由于(yu)壓縮腔容(rong)積的(de)變(bian)化(hua)是(shi)連(lian)續的(de)，因而驅動(dong)扭矩變(bian)化(hua)小(xiao)(xiao)，功率(lv)變(bian)化(hua)小(xiao)(xiao)，振(zhen)動(dong)噪音低，可(ke)靠性高(gao)。這是(shi)其他(ta)類型的(de)干(gan)式(shi)真空(kong)泵(beng)所不具備的(de)。

4.2 無油渦旋真(zhen)空(kong)泵解決(jue)了污染與震(zhen)動等基礎、共性問題

    由于(yu)普通(tong)旋(xuan)片油(you)泵的漏油(you)、噪音、返油(you)污染、高能耗以(yi)及振動等問題給用戶造(zao)成(cheng)不良影響，如生(sheng)物制品行業與半導體(ti)(ti)行業的油(you)蒸汽污染與工藝系統返油(you)問題。真(zhen)空(kong)鍍膜(mo)設備(bei)的鍍膜(mo)工藝中，在20~40Pa真(zhen)空(kong)(kong)條件下鍍膜(mo)時，如果應用普通旋(xuan)片(pian)機械真(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)(beng)(beng)作為前級(ji)真(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)(beng)(beng)要(yao)將對鍍膜(mo)工藝設備造成(cheng)污(wu)染，影響(xiang)成(cheng)膜(mo)質(zhi)量。半導體晶片(pian)制造工藝中使用油泵(beng)(beng)(beng)與使用干(gan)泵(beng)(beng)(beng)相比，成(cheng)品率存在50%左右的差距，并且排出的油(you)霧蒸汽對(dui)環境也有污染(ran)(ran)。科學儀(yi)器(qi)行(xing)(xing)業尤其(qi)是(shi)在分析測試儀(yi)器(qi)行(xing)(xing)業，采用(yong)油(you)泵(beng)對(dui)測試結果將(jiang)造成不良影響。大型(xing)同(tong)步輻射光束(shu)線上采用(yong)無(wu)油(you)渦旋(xuan)真(zhen)空(kong)泵(beng)作(zuo)為前級真(zhen)空(kong)泵(beng)的作(zuo)用(yong)也相當明顯。另外渦旋(xuan)無(wu)油(you)真(zhen)空(kong)泵(beng)消除了普通油(you)泵(beng)的漏(lou)油(you)給用(yong)戶帶來的環境污染(ran)(ran)與(yu)煩惱。

4.3 無油(you)渦旋(xuan)真空泵使(shi)系統制造與運行成(cheng)本降低

    為(wei)防(fang)止普(pu)通旋(xuan)(xuan)片油(you)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)對真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)系統(tong)(tong)的(de)返油(you)污染(ran)，需(xu)要(yao)(yao)在抽氣系統(tong)(tong)中加(jia)冷(leng)阱捕獲油(you)分子；系統(tong)(tong)運行過程當中還需(xu)要(yao)(yao)定期清洗除(chu)油(you)；有的(de)需(xu)要(yao)(yao)定期更(geng)換(huan)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)油(you)。采用(yong)渦旋(xuan)(xuan)無油(you)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)第(di)(di)(di)一(yi)不(bu)需(xu)要(yao)(yao)加(jia)冷(leng)阱之(zhi)類捕油(you)機構、第(di)(di)(di)二不(bu)需(xu)要(yao)(yao)更(geng)換(huan)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)油(you)、第(di)(di)(di)三振動更(geng)小、運行更(geng)平穩、第(di)(di)(di)四能耗降低、第(di)(di)(di)五重(zhong)量(liang)更(geng)輕、第(di)(di)(di)六突破了油(you)泵(beng)使用(yong)范圍的(de)限制，上(shang)述優點使無油(you)渦旋(xuan)(xuan)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)成為(wei)普(pu)通旋(xuan)(xuan)片油(you)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)的(de)更(geng)新換(huan)代產品(pin)。

5 結束(shu)語

    國內以半導體、電子(zi)工業為(wei)代表的(de)制造工藝當中和(he)科學研究與分析測試行業迫切需要無油(you)污染的(de)清潔(jie)真空環(huan)境，但是清潔(jie)真空獲得設備如冷凝泵、柱(zhu)塞泵、爪式泵、渦旋泵以及隔膜泵等目(mu)前都(dou)沒有形成可靠先(xian)進(jin)的(de)批量(liang)國產產品。進(jin)口無油(you)渦旋真空泵作為(wei)一種(zhong)在(zai)中國正式投放市場不超過(guo)3年的(de)新產品，由于價格、市場的(de)開拓(tuo)和用(yong)戶的(de)認(ren)識(shi)程度(du)等原因，沒有形(xing)成(cheng)良(liang)性循環。這樣，一方(fang)(fang)面是迫切的(de)市場需求，另一方(fang)(fang)面從價格與技術(shu)雙方(fang)(fang)面看沒有合適的(de)產品，造成(cheng)了極大的(de)市場缺口。

    毫無疑問(wen)價格適(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)、性(xing)能可靠的(de)無油渦旋真空泵將成為適(shi)合中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)市場(chang)(chang)要求產品的(de)主流，大(da)力發(fa)(fa)展(zhan)無油渦旋真空泵勢在必行。研(yan)制符(fu)合中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)市場(chang)(chang)需求的(de)渦旋類及其(qi)他無油真空泵系列(lie)產品及其(qi)檢測技術手段也成為中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)真空獲得行業進一(yi)步發(fa)(fa)展(zhan)的(de)一(yi)個契機。

    為解決(jue)我國(guo)(guo)科學研究和(he)新(xin)材料、半導(dao)體(ti)等(deng)行(xing)業(ye)(ye)發展(zhan)面臨的(de)技(ji)術手(shou)段(duan)存(cun)在(zai)的(de)基礎、共性問題(ti)，近年來已(yi)經(jing)不斷有(you)業(ye)(ye)內(nei)專家(jia)向國(guo)(guo)內(nei)介紹無油(you)渦(wo)旋(xuan)(xuan)真(zhen)空(kong)泵(beng)技(ji)術及(ji)其(qi)發展(zhan)現(xian)狀，國(guo)(guo)外無油(you)渦(wo)旋(xuan)(xuan)真(zhen)空(kong)泵(beng)生產廠家(jia)與(yu)代理對(dui)中(zhong)國(guo)(guo)市場(chang)的(de)開發使其(qi)在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)市場(chang)的(de)銷量(liang)在(zai)逐年增長。國(guo)(guo)內(nei)真(zhen)空(kong)行(xing)業(ye)(ye)相(xiang)關企業(ye)(ye)也開展(zhan)了基礎、應用研究及(ji)小規模試制(zhi)無油(you)渦(wo)旋(xuan)(xuan)真(zhen)空(kong)泵(beng)生產等(deng)不同階(jie)段(duan)的(de)探索，只是(shi)由于技(ji)術基礎、激勵機制(zhi)、研發手(shou)段(duan)、資金(jin)投(tou)入的(de)限(xian)制(zhi)，研發工作進展(zhan)不是(shi)非常快(kuai)。產品(pin)質量(liang)、穩定可靠(kao)性、以及(ji)技(ji)術推(tui)廣與(yu)市場(chang)開拓規劃(hua)、原則、手(shou)段(duan)等(deng)也是(shi)問題(ti)。因此無油(you)渦(wo)旋(xuan)(xuan)真(zhen)空(kong)泵(beng)系列產品(pin)下一步產業(ye)(ye)化技(ji)術研發與(yu)市場(chang)開發是(shi)企業(ye)(ye)必(bi)須(xu)解決(jue)的(de)兩大問題(ti)。隨著研發手(shou)段(duan)、資金(jin)投(tou)入、市場(chang)開拓問題(ti)的(de)解決(jue)，渦(wo)旋(xuan)(xuan)無油(you)真(zhen)空(kong)泵(beng)將會(hui)打開市場(chang)，從而(er)提高整個(ge)真(zhen)空(kong)獲得(de)行(xing)業(ye)(ye)的(de)技(ji)術水平。成(cheng)功的(de)渦(wo)旋(xuan)(xuan)無油(you)蔗(zhe)農蹦系列產品(pin)研發與(yu)市場(chang)開發模式也將為我國(guo)(guo)其(qi)他清潔(jie)真(zhen)空(kong)獲得(de)設備如冷凝泵(beng)、柱(zhu)塞(sai)泵(beng)、爪式泵(beng)以及(ji)隔膜泵(beng)等(deng)提