渦旋式真空泵的發(fā)展歷程

　　20 世紀80 年代初，Coffin DO 將渦旋真空泵應(yīng)用在高真空系統(tǒng)中。渦旋真空泵的研究始于20 世紀80 年代末期。1988 年，日本東京大學的Morishita E研制了抽速為200 L /min 的立式自轉(zhuǎn)型油潤滑渦旋真空泵，與公轉(zhuǎn)型渦旋真空泵相比，該泵的徑向間隙具有易于密封和控制的優(yōu)點。而渦旋泵與旋片泵相比，具有更高的容積效率，泵內(nèi)的振動和噪聲水平都有所降低。此外，由于其結(jié)構(gòu)更緊湊，整機重量和體積分別減少了12%和40%。Morishita E 的研究表明了渦旋真空泵的高效性，并對如何消除余隙容積、控制間隙等提出了有效方法。

　　隨著渦旋真空泵在半導體行業(yè)中應(yīng)用的不斷擴大，人們開始致力于干式渦旋真空泵的研究。干式渦旋真空泵與油潤滑渦旋真空泵的區(qū)別在于泵腔內(nèi)不含任何的油類和液體。因此解決泵內(nèi)的密封和冷卻問題，是干式渦旋真空泵研究的關(guān)鍵。1990 年，Kushiro T研制了抽速為600 L /min 的臥式干式渦旋真空泵，該泵可以達到的極限真空度為5 × 10^-3 Torr(Torr與Pa等真空度單位換算：http://genius-power.com/tools/pressure.php)。它采用水冷的方式解決泵內(nèi)各部件的潤滑和冷卻等問題。Kushiro T 的研究表明了干式渦旋真空泵的可行性，還有效地解決了動靜盤熱力變形造成的相互接觸及離心力造成的動盤振動等問題。雖然采用水冷方式可以有效地解決干式渦旋真空泵的冷卻問題，但冷卻水回路的設(shè)置使其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。為簡化整機的結(jié)構(gòu)， 1998 年，Sawada T研制了采用風冷方式進行冷卻的干式渦旋真空泵，渦盤采用雙側(cè)渦圈結(jié)構(gòu)，主軸上裝有兩個冷卻風扇，分別位于兩個靜盤的端部，主軸轉(zhuǎn)動時帶動風扇一起轉(zhuǎn)動，達到對渦盤的冷卻效果。同時它采用了半封閉式結(jié)構(gòu)，解決了電動機的冷卻問題。

　　2001 年，我國東北大學與中國科學院沈陽科學儀器研制中心聯(lián)合研制了該類型的干式渦旋真空泵，并于2003 年初通過了國家真空設(shè)備質(zhì)量檢測中心的鑒定。此外，BOC 公司也推出了一種采用風冷方式進行冷卻的干式渦旋真空泵，該泵采用全封閉式結(jié)構(gòu)，渦盤為單側(cè)渦圈結(jié)構(gòu)，冷卻風扇安裝在靜盤的端部。它最大的特點在于動盤與機架之間通過金屬波紋管進行連接，波紋管結(jié)構(gòu)提供了密封作用以及防止動盤自轉(zhuǎn)的作用。在渦旋真空泵中，波紋管工作時則處于運動的狀態(tài)，它必須具有較好的柔性。但目前市場上的金屬波紋管大多柔性不足。為此，研制出合適的金屬波紋管是這一結(jié)構(gòu)有效應(yīng)用于干式渦旋真空泵的重要前提。

　　世界上渦旋真空泵的核心技術(shù)和主要生產(chǎn)廠家集中在美國、日本以及歐洲少數(shù)發(fā)達國家。干式渦旋真空泵在國內(nèi)的發(fā)展尚處于起步階段，產(chǎn)品主要依賴進口。這一狀況主要是由于技術(shù)、產(chǎn)品價格等原因造成。為了改變產(chǎn)品依賴進口的現(xiàn)狀，真空技術(shù)網(wǎng)(http://genius-power.com/)認為必須研究易于加工且高效可靠的干式渦旋真空泵。