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水泵知识

设备发展现状-真空泵

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    真空泵是一个量大面广的产品,产量很大,产值不高,但它确实是一个直接影响到真空成套设备性能质量的必不可少的基础产品。真空泵的市场根据用户的需要而发生动态变化。市场增长的主要驱动力来自于半导体工业的迅速发展以及干泵和分子泵应用领域的日益扩大。

目前,全球真空泵市场的年销售额约20亿美元,年增长率在7%左右。
我国生产真空泵的厂家很多,全部真空泵的年销售额大约在1.5亿元左右,仅相当于美国Kinney公司一家真空泵的年销售额。通过对全球真空泵市场的分析我们可以看出,各类真空泵的市场及应用领域都在不断变化和发展。我国真空泵制造业有着悠久的历史和雄厚的基础,国产真空泵已经在各个不同领域得到应用并经过验证,有些泵还出口国外,得到国外用户的认可并受到好评,应该说我国真空泵制造业在国内外市场仍然有着巨大的发展空间。

1.水环真空泵

虽然水环真空泵属于粗真空泵,但在我国的石油、化工、电力、轻纺、造纸、医药等领域仍然有着很大的市场。在国外,水环泵的销售额占全部真空泵市场的14%,仅次于干泵,所以Nash、Seimems和Kinney等公司都在我国投资建厂或建立销售网络,不断扩大在我国的市场份额。由于水环泵大部分是铸件,加工要求也不高,属劳动密集型产品,所以国产水环泵在价格上有竞争优势,关键是要改进设计,缩小体积,减轻重量,提高效率,降低能耗。

2.滑阀泵

滑阀泵是油封式真空泵的一种。由于滑阀泵比较耐用、可靠,国内外各种真空炉、镀膜机以及干燥、浸渍等设备都是用滑阀泵作为前级泵,但是滑阀泵铸件重,加工工作量较大,所以国外各真空厂都在中国寻找合作伙伴。为了使国产滑阀泵能够进入国际市场,必须进一步降低泵的振动噪声,杜绝喷油和漏油,提高滑阀泵长期运行的可靠性。

3.直联旋片泵

随着真空技术在各个应用领域的不断扩大,直联旋片泵的需求量越来越大。由于这种泵数量很多,加工装配工作量很大,价格又很低,所以有的国外真空厂商在中国建立专业厂。国产中小型直联旋片泵在技术上已经过关,价格又远比国外的泵便宜,所以国产泵仍然有竞争优势,关键是要解决轴封漏油以及旋片材料和真空泵油的性能质量问题,确保直联泵在高速、高温下性能稳定和运行可靠,同时还要进一步提高国产直联旋片泵抽除水蒸气的能力。

4.罗茨真空泵

从国外罗茨真空泵生产情况来看,国外几家大公司,如Leybold、Balzers、Alcatell、Edwards和ULVAC,他们各家罗茨泵的销售额占全球罗茨泵销售额的比例都没超过5%,这5家总计才20%,罗茨泵产量不大,但国外罗茨泵的价格远比国产泵要高得多。目前,国内外几乎所有大型或小型的高真空和中真空系统,为了缩短抽气时间、提高生产效率都配有罗茨泵,所以国产罗茨泵一定要在占领国内市场基础上设法进入国际市场,这样就必须进一步降低国产罗茨泵的振动噪声,彻底解决轴封漏油问题,改进泵的外观质量,提高泵内的光洁度和清洁度。另外,还要考虑到有些国家和地区的电源频率为60Hz,更要确保罗茨泵在提高转速的情况下长期运行的可靠性。

目前,国内气冷式直排大气罗茨泵进展很快,技术上已经成熟。由于这种泵在排气口的下面装有气体冷却器,其中一部分被冷却的气体通过管道返回泵腔以冷却转子,从而使压缩热得到平衡,所以这种泵可以直排大气。为了满足不同极限真空度的要求,这种泵可以串联使用,一般前面加一台气冷式直排大气罗茨泵,所达到的极限真空要比前级泵高一个数量级。这种泵由于在泵腔内没有工作介质,实际上也是属于干泵。目前,这种气冷式直排大气罗茨泵及机组已经在石油、化工、塑料、农药、汽轮机转子动平衡、航空航天空间模拟等装置上得到了长期运行的考验,所以应该在国内大力推广和应用。

5.分子泵

分子泵在国外半导体领域里的许多工艺场合是用来代替低温泵,尤其是溅射、刻蚀和LCVD等装置都采用复合分子泵和牵引泵作为主泵。

由于分子泵对水蒸气的抽速仅为同口径低温泵抽速的四分之一,所以分子泵的排气时间比低温泵长。为了提高抽速,国外在分子泵的入口侧装一个-130℃~-150℃的低温冷板,称之为低温分子泵,水蒸气被低温板捕获,其他气体则由分子泵抽走。这种低温分子泵在真空镀膜装置上应用,既提高了生产效率又改善了膜层质量。随着我国半导体工业、薄膜产业和科学研究事业迅速发展,分子泵应该是我国真空泵制造业发展的重点。首先,分子泵要从小到大建立完整系列,并研究开发各种复合分子泵、牵引泵和低温分子泵,以满足不同场合的需要。

6.干式机械真空泵

国外干式机械真空泵市场的不断增长,其主要驱动来自于半导体行业、化学工业、薄膜产业的迅速发展。在日本,半导体行业已全部用干式真空泵代替油封式机械泵,欧美半导体行业45%以上用干式真空泵代替了油封式机械泵,大大提高了产品的性能和质量。为了满足不同应用领域和不同工况的要求,国外有多级罗茨真空泵、多级爪式真空泵、螺杆式真空泵、涡旋式真空泵、往复式活塞真空泵以及涡轮式无油真空泵等。极限压力从10Pa~10-2Pa,抽速从20m3/h~500m3/h。据统计,目前国产干泵的应用还不足1%,国内半导体工业用的干泵全部从国外进口,其价格十分昂贵。所以,我国应大力研究开发干泵,使干泵成为我国真空工业新的经济增长点。
 
 
真空泵技术进展趋势(上) 
技术发展的原动力在于市场的需求。由于真空技术领域的扩展和迅速成长的高新技术,国内真空泵市场对真空泵的技术水平提出了更高的要求。真空泵的生产企业必须通过技术创新和产品结构的调整两个途径来保住原有市场,进而继续扩大市场占有率。
  (1) 提高真空泵的可靠性,降低振动、噪声,注重真空泵的综合水平。过去的若干年,生产厂注重真空泵的主要性能指标,比如,极限压力、抽速等,而忽视真空泵的综合性能。而现在,产品的可靠性、性能的稳定性以及对环境不 造成污染逐渐成为用户购买产品时考虑的主要因素。对于旋片泵、罗茨泵、滑阀泵等而言要将成熟的可靠性设计理念运用到真空泵的设计中,在可靠性设计、可靠性实验等方面下工夫,以大幅度提高真空泵的可靠性 、 稳定性和寿命,保证真空泵能够在各种工况下长期可靠的运行。同时通过采用新技术、新材料、新工艺、新结构来降低振动、噪声,解决泵的喷油、漏油问题,还用户一个清洁环保的工作环境。
  (2) 真空泵向个性化、多样化发展。
  企业面对的永远是变化的市场,而我们的真空泵产品却千篇一律的雷同。产品和市场的不衔接,使我们丢掉了许多机会。真空泵的下一步发展应该面向个性化和多样化。所谓个性化和多样化就是针对不同用户的不同需求,设计针对某一用户的特定场合的产品,使产品在这一场合应用,其特性的发挥恰倒好处。
  (3) 尽快形成分子泵和干泵的规模生产。根据预测,到2010年我国将成为世界上第二大半导体集成电路市场,总需求量约1000 亿块,达到1000亿美元以上的总金额,需要建30多条大生产线才能满足需求。30条生产线所需干式真空泵大约15000台,是目前我国真空泵年产量的1/10左右。
  国内目前真空获得设备仍然以传统的真空泵为主,主要为旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真 空泵、蒸汽流泵、水环真空泵等,且全部用于传统产业,我国生产的真空泵用于电子信息产业不足1%,与日本、欧美等国相比差距巨大 。
  我国干式真空泵的生产处于刚刚起步阶段,在全国200多家生产真空泵的企业中,能够生产干式真空泵的企业不足10家,年产量不足1000台。没有形成批量生产。目前国内生产的干泵绝大多数用于实验室及化学、医药等领域,用于半导体行业的很少。
  国内飞速发展的电子信息产业没有有效的刺激国内干式真空泵发展,而却成为国际上真空工业发达国家的扩张之地。目前国内建成的半导体集成电路生产线,几乎所有的干式真空泵(包括其它真空设备)均为进口,主要来自英国、日本、德国、美国等。国内生产的干式真空泵进入该领域十分艰难,使得干式真空泵这个未来真空获得设备的主导产品在我国处于十分困难的境地。
  造成 此状况的主要原因为干式真空泵在我国的起步较晚,刚一起步即面临国外已经发展成熟的产品大量进入我国市场,国内产品除了价格低外,在加工制造、技术水平、质量状况等各方面不含有优势,国外各国的产品经过几年的较量,已经基本瓜分了国内市场,并且站稳了脚,国内的干式真空泵生产由于失去了市场的激励,没有了发展的动力,进步缓慢。
  业内专家一致认为干式真空泵是真空获得设备发展的方向,也是真空获得手段的“尖端”技术,我国的真空泵产业必须在此领域有所作为,首先进入食品、化工、医药等行业。经过这些市场的培育和锻炼,进而打入半导体行业。才能使整个行业与时俱进的发展。
  目前国内分子泵应健全系列并开发多品种,如低温分子泵、复合分子泵等,逐渐扩展市场。
  (4) 引进国外先进技术,打造国产自主品牌。
  引进国外先进技术,提升我国产品的科技含量在其他行业有成功的经验。在发展真空获得设备的高端产品中引进国外技术,并很好的消化吸收,将宅誉速改变我国产品技术含量低、质量 和技术水平不能满足市场需求的现状。但苎引进国外技术,应特别注意两点:一是重在消化吸收,在此基础上培育企业的自主知识产权和创新能力。二是不要重复盲目引进,要瞄准国际上当代最新技术,避免引进一代,落后一代。引进国外技术不是目的,而是手段,通过引进技术最终打造国产自主品牌!
 
 真空泵技术进展趋势(下) 
 (5) 抓紧产品结构调整,全力开发适应市场需求的产品
  传统的真空设备我们生产了几十年,在全国范围内形 成了产品分布的稳定格局。但是随着经济的高速发展,信息技术、航空航天、纳米科学等高科技弓 I导了当今科学技术发展的潮流。而这些高新技术的发展离不开真空获得设备这个基础装备。目前国内的状况是真空泵生产企业仍然以生产传统产品为主'在传统应用领域占领90%以上的市场份额。在高科技领域,国内产品在技术水平和质量上不能满足要求,90%以上市场份额由国外产品占领。国内真空获得产品与高新技术的发展严重脱节,产品结构不尽合理。多数企业期望只*已有的老产品,不断增加产量而逐年增加利润,这种可能性在市场竞争日益激烈的今天会越来越小。在今天的国内外市场格局面前,尽快调整产品结构,使其适应市场需求才是最明智的选择。
  产品结构的调整一是要不断推出市场需要的对路产品,对真空泵市场来说,就是要加快各种干式泵、分子泵以及其他高端产品的研制生产,尽快形成批量 。二是全行业要形成高、中、低端产品的合理布局,并随着 市场的变化,不断调整,始终保持比较合理的产品结构状态。
  尽管新的一年里真空行业取得了令人瞩目的成绩,但目前的真空泵技术发展状况却并不乐观。全行业要认真分析形势,总结经验教训 ,团结一致,为行业的发展和技术进步开出一条道路,为我国的经济建设做出 全行业应有的贡献。

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