螺杆真空泵的工业应用
王海雷 赵业
摘 要 真空设备产品以其量大、面广的优势而成为了真空工程配套不可或缺的基础元件之一。目前，社会各界对各种真空获得设备的需求量随着真空技术应用领域的发展增速十分迅猛。文中对真空获得设备中的螺杆真空泵的工作原理进行了简单的介绍，分析了国内螺杆真空泵的现状，并就螺杆真空泵的优势特点进了分析，探讨了其应用情况，以期为螺杆真空泵的发展提供良好的基础。
关键词 螺杆真空泵；特点；应用
中图分类号 TB75 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0102-02
螺杆真空泵是于20世紀90年代产生的较为理想的一种干泵，螺杆真空泵的结构紧凑、抽速较大、真空度高、直排大气、寿命长、泵腔内无油无水等优点，成为了本世纪首选的环保产品，并得到了十分广泛的运用。
1 螺杆真空泵的工作原理分析
螺杆真空泵是将经过严格动平衡校正、以轴承做支撑的2个螺杆安装与泵腔内，并保证两个螺杆之间有合理的空隙。螺杆真空泵在运转的过程中，2个转子在泵腔内作同步高速反向旋转，以此产生吸气与排气。因转子经过了严格的动平衡校正，螺杆之间也保证了合理的间隙，因此，泵在运转的过程中转子不会产生摩擦，平衡运转、噪音低，且工作腔不需要任何润滑油，油耗功率低，具有节能、免维修等优点，特别适用于对环境、噪音要求较高的环境[1]。
2 国内螺杆真空泵现状分析
近年来，市场对螺杆真空泵需求量越来越明显，参照目前抗腐蚀、环保要求老式的真空泵以无法满足，越来越多的无油式、耐腐蚀性强的真空泵取代了老式的真空泵。真空泵在不断发展中，也正经受严格的考验，随着用户对企业生产经营方式的越来越有针对性，生产设备的选用也越来越概念化，环保意识逐渐增强，越来越多的企业逐渐提升了对新设备的关注。
我国目前已具有了一批具有一定的规模的真空泵生产厂家，都已加入了螺杆真空泵的研究领域之中。生产厂家面对市场经济的需求，如若不积极探索开发新型产品则注定会被市场所淘汰，而真空行业的发展自始以来就与各行业之间的关系十分密切，如果兼具环保、使用时间长、结构简单、不受任何污染的螺杆真空泵的出现势必会带来一场革命性的变革。真空泵厂家想要掌握这种先进的生产技术，则需要积极汲取国外的先进的生产技术，不论是生产设备的选择还是生产工艺的水平，其都是生产基础的重中之重，唯有精密的仪器设备才能够生产出精密的产品，就螺杆真空泵这种双转子工艺的生产能力而言，厂家应多向国外生产厂家学习，把好外观、内在的质量关，就泵运转的原理做到了解并熟悉，只有不断去摸索生产工艺，才能够使泵的生产工艺有可能延伸。
我国目前对螺杆真空泵的研究还处于初级研发阶段之中，面临着很多技术方面的难题需要解决，要确保螺杆真空泵的发展，则需要不断探索，将这些难以解决的难题转化为技术力量，这样势必会加快螺杆真空泵的推广与应用。
3 螺杆真空泵的优势特点
近年来，对真空领域观察与分析，真空泵的发展不能够一直停留于原状，目前越来越多的项目需要真空系统，多为环保性、耐腐蚀效果强的应用产品，整个真空市场逐渐向无油系统迈进，已逐渐形成了更新换代的格局，螺杆真空泵的需求量逐年上升。
真空市场从有油时代向无油时代的转化极大地推动了螺杆真空泵的发展，虽然我国螺杆真空泵的生产技术与国外相比存在较大的差距，但是我国技术力量也不容小觑，国内科研人员对新产品的研发兴趣盎然且坚持态度无人能比。螺杆真空泵借助其自身抽速高、结构简单、环保、无污染的优势迅速在市场中占领了较大份额，目前国内很多企业争相自主生产，但是由于技术原因的限制而处于观望之中。随着螺杆真空泵的引进，我国用户的需求出现了改变，企业增强了环保意识，在企业在选择适合本企业的生产设备上有了自己的要求，设备的选用关系到企业发展生产发展，螺杆真空泵这种先进、精密的设备是每个用户的必然选择。
4 螺杆真空泵的应用
4.1 在制药行业溶媒回收中的应用
用于溶媒结晶工艺的原料药在结晶之后需要进行过滤、洗涤、真空干燥等处理，物料的含湿范围通常在20%～200%之间，湿物料之中溶媒为易燃易爆、有毒有害物质的介质，由真空机组在真空干燥的过程中将其抽走，由于传统湿式真空系统采用的机组为罗茨液环真空机组，液环泵的密封液在干燥过程会吸收、溶解部分的有机溶媒，在汽液分离器中将废弃与高浓度低有机废液分离出来，但是这样不仅能够将其中的溶媒予以充分回收，还会增加企业运行的成本，给环保、健康安全带来来挑战。干式螺杆真空冷凝系统在干燥过程中于排气侧进行有机溶媒冷凝处理，从而做到了废水废液的零排放、溶剂的回收。螺杆真空泵泵腔内部均有进行过防腐处理，因此不需要任何其余工业介质也能够确保无废液处理、环保的问题，同时还实现了有机溶媒的全回收。可见，螺杆真空泵在制药行业溶媒回收这一领域之中的应用无疑是最佳选择。
4.2 在石化行业汽油蒸汽回收中的应用
汽油蒸汽回收装置中螺杆真空泵是一个极为重要的设备，将其中C4、C5、C6等挥发性极高的汽油蒸汽抽取掉。通常情况下螺杆真空泵的运行温度在80℃以下，但是如果要运行温度温度在80℃以下仅仅依靠泵体夹套冷处理是难以实现的，同时因为绝大多数现场无法通过冷却水来进行降温，唯一能够用于冷却作用的就是汽油。为了确保泵的运行温度能够有所降低，除外了向泵体夹套内注入汽油外，在温度最高时往泵腔内注入适量的汽油，借助汽油蒸发吸热来降低泵腔内的温度无疑是最有效的一种方法。但是螺杆真空泵在回收汽油蒸汽时，冷凝掉的汽油会在泵的排气口处堆积，从而引起异常振动与噪声现象的发生，对此应及时将这些堆积在排气口处的液体抽取出来。首先，将真空泵的排气管向下倾斜，确保排气管道位置要比泵的排气口位置低。其次，在真空泵的排气口或是消音器位置最低的位置安装循环泵来消除堆积的液体。最后，在真空泵的排气口处安装单向阀，以避免泵在运行的过程中因虹吸现象而导致冷凝液倒流进泵腔内部[2]。
4.3 在空间模拟装置之中的应用
空间模拟装置被抽容积为几千到几万立方米范围内，期间压力从几万Pa到几Pa之间变化、跨度大，被抽取气体中含有大量的水蒸气以及氮氧化物。而这种真空系统中预抽真空问题是其中最先会遇到的问题，如果仅仅采用传统滑阀泵当作前级泵则会导致以下这些问题的出现。1）在高入口压力之下滑阀泵长时间作业，因气流携带作用会导致严重喷油现象的发生，不仅造成了昂贵的油的大量浪费，还对环境造成污染。2）被抽气体中含有大量的水蒸气、氮氧化物等，如果这些气体进入到真空泵泵腔内会造成油快速变质、乳化，导致油的密封性被破坏，真空性能被降低，严重的甚至对泵的正常运行造成破坏性影响。3）需要配置较多的泵，此外滑阀泵的振动、噪声也相当大。以螺杆真空泵替代传统滑阀泵在空间模拟装置中的应用，也因其自身所具有的大抽速、小振动、低噪音、清洁无油等优势而得到大型空间模拟真空系统的重视。同时，为了确保真空机组抽速能够得到提高、极限真空高、螺杆泵的尺寸能够得到相应减小，可采用一台罗茨泵、一台螺杆真空泵两者串联形成二级机组，还可以采用二台罗茨泵、一台螺杆真空泵三者串联形成三级机组。此外，为了避免颗粒杂质进入到泵内，可在真空机组入口设置精度为50um的过滤器。
综上所述，通过对螺杆真空泵特点的介绍，我们已经对螺杆真空泵有了大概的了解。特别是对于螺杆真空泵的优势以及其应用也有了一定的了解。随着科学技术的发展，如今在很多领域之中都需要使用真空获得设备，螺杆真空泵作为其中的佼佼者，其应用也会越来越广泛。
参考文献
[1]赵凡，张世伟，韩进，等.螺杆真空泵技术领域的专利分析[J].真空，2016（1）：26-31.
[2]张世伟，赵凡，张杰，等.无油螺杆真空泵螺杆转子设计理念的回顾与展望[J].真空，2015（5）：1-12.
