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清洁、节能、低运行成本的新一代高真空抽气机组

2011-03-18

清洁、节能、低运行成本的新一代高真空抽气机组

成果简介

目前,国内外大型高真空设备普遍采用抽速几万L/s的大型扩散泵和几百~几千L/s的大型罗茨泵机组抽气,能耗高,油蒸汽污染严重,是目前真空产业中亟待解决,但一直未能攻克的一大难题。

最近,深圳大学储继国教授与深圳市摩尔真空技术有限公司合作研制了“分子增压泵+电弧钛泵高真空抽气机组”,成功的克服了现有抽气泵能耗高、油蒸汽污染严重的问题。

这种新型抽气机组包括二种新型的真空泵:其一为分子增压泵,该泵兼有中、高真空双重性能,在10-1~1Pa范围,抽速达到最大值,10-1~10Pa中真空范围,抽气能力已经超过罗茨泵,并且能耗低,仅为罗茨泵的5~10%,无油蒸汽污染。然而,分子增压泵的高真空抽速与分子泵类似,通常不超过4,000L/s,与抽速几万L/s的扩散泵相比,仍有较大的差距。其二为电弧钛泵,该泵的高真空抽速可达几十万L/s,超过扩散泵的水平,也无油蒸汽污染,在≤1×10-3Pa时,能耗和运行费用不到扩散泵的1/10。然而,该泵在>1×10-2Pa压强范围运行,能耗和运行成本大幅度增加,与扩散泵相比,无竞争优势。分子增压泵和电弧钛泵组合,优势互补,可组成高性能的真空抽气机组。目前,采用2MB200D分子增压泵+1台Φ100电弧钛泵的机组,在1×10-21×10-3Pa的抽速分别达到了10,00026,000L/s,分别超过了带档油阱的KT-600KT-800扩散泵的水平,节省能耗70~85%,降低抽气成本60~75%3~12个月可收回增加的设备费用,经济效益显著。

应用情况

12006年,中科院近代物理研究所采用二台MB200B分子增压泵,成功取代当时最清洁的中真空机组:ZJ-600罗茨泵+液氮冷阱,世界上首次攻克重离子加速器大流量差分系统的油蒸汽污染难题,显著提高加速器的分析精度,节省设备费用5万元,节省抽气能耗90%,为我国加速器领域赶超国际先进水平作出了重要贡献。

22007年,中科院等离子体物理研究所将MB200D分子增压泵用于人造小太阳试验装置。抽气流量、运行可靠性等主要技术指标明显超过该研究所在用的进口和国产分子泵和罗茨泵。

3.深圳市力合薄膜科技有限公司、深圳振恒昌实业公司、恒基镀膜(深圳)有限公司(港资)、浙江英洛华磁业有限公司、上海祥麟电光有限公司(台资)、浙江花园生物高科股份有限公司、东海太平洋石英制品有限公司等企业采用MB200D分子增压泵机组后,均显著提高了产品质量,消除了油蒸汽污染、节约了设备费用,节能效果十分显著。

42008年,美国VARIAN公司 对分子增压泵进行全面测试,给予DEEP IMPRESSION的高度赞誉。

推广前景

新机组的主要优点如下:

能耗低。抽气能耗节省75~90%,每台设备节电20~30万度/年,仅珠三角地区的大型蒸发镀膜领域推广应用,年节电可达3亿度;

运行费用低。仅4~6万元/年(真空度越高,费用越低),约为扩散泵机组的20%~50%; 

设备费用不高,≤12万元/套,约为扩散泵机组的1.5~2倍;

资金回收快,运行3~12个月,即可收回增加的设备费用;

设备简单,易量产,易推广;

有中国特色,有自主知识产权(深圳大学已申请发明专利,专利申请号2009101070744)。

分子增压泵+电弧钛泵抽气机组的问世,有望终结扩散泵+罗茨泵机组在大抽速真空获得领域一统天下的尴尬局面,开创一个清洁、节能、无扩散泵、无罗茨泵的低碳真空产业新时代,意义重大!