在真空设备的三大类产品:真空获得设备、真空应用设备、真空测量仪表中,真空获得设备是基础设备。人们用它来得到真空环境,以达到不同的应用目的。
我国生产真空获得设备已经有近70年的生产历史,从三十年代生产第一台抽气机到2003年底,年产各种真空泵17万台左右,经过几代人几十年的努力,目前真空获得设备的科研开发、生产制造、经营销售已经形成了体系规模。
但是目前国内真空获得产品的状况是高端产品满足不了国内市场需求,依靠进口,低端产品竞争激烈,价格低廉,利润微薄。这种局面如果不能尽快扭转,国内生产真空获得设备的企业将陷入更大的困境。
1 产品概况
真空获得设备主要包括:旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵、蒸汽流真空泵、往复真空泵、液环真空泵、分子泵、低温泵、离子泵、干泵、分子筛吸附泵等等。其中又以前四种产品产量最大。
(1) 旋片真空泵
旋片真空泵的性能指标主要有极限压力、抽气速率、噪声、比功率等。
按照我国产品的规格系列分类,旋片真空泵可以分为直联泵和皮带泵。直联泵由泵轴和电机直接联接而得名,其主要特点是体积小,转速高。目前国内市场该泵的规格有2XZ-O.25、2XZ-O.5、2XZ-1、2XZ-2、2XZ-4、2XZ-8。由于直联泵转速较高,一般达到1400转/分,因此对旋片材料、密封件等要求高,因此一般国内产品最大做到2XZ-8,再大规格的泵生产厂应客户的特殊要求安排生产。该泵主要用于空调、电冰箱、医疗器械、科学仪器等行业。
皮带泵也是通常所说的普速泵,转速一般在 400~500转/分,体积比直联泵大出1/3左右。该泵的特点是运行可靠。目前产品规格有 2X-O·5、2X-1、2X一2、2X-4、2X-8、2X-15、2X-30、2X-70。该泵除了可单独使用外,主要与其他泵组成机组用于机械、化工、冶金、包装、造纸等各行各业。
旋片真空泵还可以按照结构分为单级和双级,其主要区别在于所得到的极限真空度不同。
(2) 罗茨真空泵
罗茨真空泵的性能指标有极限压力、抽气速率、最大允许压差、零经量最大压缩比、噪声等。罗茨真空泵主要分为普通型和带旁通阀型罗茨泵。普通型罗茨泵的规格型号为ZJ-30、ZL-70、ZJ-150、ZJ-300、ZJ-600、ZJ-1200、ZJ-2000、ZJ2500、ZJ-5000等。如用户有要求,可做到20000L/S( 即ZJ-20000)以上。带旁通阀型罗茨泵的规格型号为ZJP-30、ZLP-70、ZJP-150、ZJP-300、ZJP600、ZJP-1200、ZJP-2000、ZJP-2500、ZJP-5000等。带旁通阀罗茨泵由于在进出口之间安装了旁通阀,当进出口压差过大时,旁通阀自动打开,起到过载保护作用,因此该产品受到用户青睐。此外,还有直排大气罗茨泵、气冷罗茨泵、水封罗茨泵等等。除了直排大气罗茨泵,大多数罗茨泵不能单独使用,要与其它真空泵组成机组,才能正常工作。该泵的特点是启动快,抽气量大,抽气时间短,在冶金、化工、造纸等行业很受欢迎。
(3) 滑阀真空泵
滑阀真空泵的主要性能指标与旋片真空泵相同。
滑阀真空泵可分为单级和双级两种类型。单级滑阀泵的极限压力一般为1Pa左右,其规格型号有H-7、H-8、H-25、H-70、H-150、H-300、H-600等。双级滑阀泵的极限压力可达到0.06Pa,规格有2H-8、2H-15、2H-30、2H一70等。滑阀真空泵可以单独使用,但多数情况下与其他真空泵组成机组而广泛用于冶金、化工、电工等行业。其特点是抽气量大,运行可靠,可抽出少量可凝性气体。
(4) 油扩散泵
油扩散泵是蒸汽流真空泵中的一种,其主要性能指标有极限压力、抽气速率、临界前级压力、泵液反经率、加热时间、加热功率等。该泵与以上三种泵的抽气机理不同。它是利用蒸汽流作用产生压强差,使气体向蒸汽流中扩散,再经压缩到泵的出口,由前级泵排除。
油扩散泵可分为两个系列,直筒型和凸腔型。直筒型的规格有K-100、K-160、K-200、K-300、K-400、K-600、K-800、K-1000、K-1200等。凸腔型的规格有KT-150、KT-200、KT-300、KT-320、KT-400、KT-500、KT-600、KT-800、KT-1000等。由于凸腔泵的腔体外凸增大,因此抽速比直筒泵高出30%左右。油扩散泵与罗茨泵、旋片泵等组成机组,用于机械、冶金、薄膜等行业。其特点是极限真空度高,可达到1×lO-5pa,没有机械运动,可靠性好。国产油扩散泵都存在一定的返油,易造成油污染,因此限定了它的使用条件。
(5) 水环真空泵
水环真空泵是液环真空泵中的一种。它以水为介质达到真空目的。其主要性能指标有最大气量、极限真空度等。
水环真空泵的型号规格很多,有SK单级水环泵系列,2SK双级水环泵系列,2BEI水环泵系列等等。该泵的特点是抽气量大、无油污染,可抽出潮湿气体。可以单独使用,也可以组成机组。目前国产水环泵向大型化发展,20000m3/h的水环泵已经用于煤矿的安全生产。
(6) 分子泵和干泵
分子泵在国外是高真空领域的主泵,主要用于半导体、薄膜工业等。在国内还没有大规模应用于工业生产。
干泵是应半导体、薄膜等产业的迅速发展应运而生。该泵可做为分子泵的前级泵,从而实现全无油高真空系统。干泵在国内刚刚起步。目前有爪型泵、叶片泵、往复活塞泵、螺杆泵等等。
2 真空泵技术进展趋势
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。
(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。多数企业期望只靠已有的老产品,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2003年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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