一、項(xiàng)目背景

　　真空技術(shù)提供了除太空之外最清潔的環(huán)境，現(xiàn)已成為眾多高新科技產(chǎn)業(yè)(如太陽(yáng)能電池、LED、液晶顯示屏和冷凍干燥等)和重大科研裝備(加速器、可控核聚變等)的技術(shù)基礎(chǔ)，真空產(chǎn)業(yè)已成為與國(guó)家科技實(shí)力息息相關(guān)的重要產(chǎn)業(yè)。

　　然而，真空產(chǎn)業(yè)存在如下難題，影響了產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展：

　　1.油蒸汽污染。油蒸汽污染是影響真空產(chǎn)品質(zhì)量的第一要素，目前，廣泛使用的真空泵都是有油泵，均存在油蒸汽污染。

　　2.能耗高。真空產(chǎn)業(yè)是一個(gè)高能耗產(chǎn)業(yè)。以大型高真空設(shè)備為例，每套設(shè)備平均能耗20萬(wàn)度/年，按我國(guó)在用大型設(shè)備10萬(wàn)套測(cè)算，耗電總量超過(guò)200億度/年。

　　3.中真空抽氣瓶頸

　　中真空是目前真空產(chǎn)業(yè)中最具發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)段，然而，在該區(qū)段，粗真空泵和高真空泵均不能有效運(yùn)行，只能采用體態(tài)粗笨、高能耗的羅茨泵抽氣，形成抽氣瓶頸。

　　目前，應(yīng)對(duì)油蒸汽污染和高能耗難題，普遍采用分子泵，取得了一定成效，然而，分子泵仍存在如下缺點(diǎn)。

　　● 運(yùn)行前需抽至幾Pa，正好是返油最大的區(qū)段，粗抽泵的油蒸汽污染依舊存在。

　　● 分子泵的前級(jí)泵，能耗仍然很高。

　　● 分子泵轉(zhuǎn)子采用渦輪結(jié)構(gòu)(圖1)，易發(fā)生打片損壞。

　　對(duì)于中真空抽氣瓶頸難題，至今尚無(wú)有效應(yīng)對(duì)措施。

二、新一代分子泵—徑流分子泵

　　徑流分子泵(簡(jiǎn)稱徑流泵)是深圳大學(xué)在分子泵理論研究取得重大突破的基礎(chǔ)上，由深圳市摩爾真空技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)成功的新一代真空泵，該泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(圖2)、能耗低、無(wú)油蒸汽污染和兼有強(qiáng)勁的中真空抽氣能力，一舉攻克了真空產(chǎn)業(yè)的三大難題。

圖1 分子泵的渦輪轉(zhuǎn)子 圖2 徑流泵的平圓盤(pán)轉(zhuǎn)子示意圖

三、徑流泵與傳統(tǒng)真空泵的性能比較

　　● 徑流泵與分子泵相比，高真空性能大體持平，最高工作壓強(qiáng)高出分子泵十倍。

　　● 徑流泵與相近尺寸的羅茨泵相比，中真空抽速全面超越羅茨泵，其中，在低壓等離子體放電區(qū)段(0.1~30Pa)，抽速高出羅茨泵7~100倍，能耗不到羅茨泵1/3。

　　● 徑流泵與抽速相近的羅茨泵相比，重量不到羅茨泵的1/10，能耗不到1/15。

　　徑流泵的問(wèn)世，將開(kāi)創(chuàng)真空產(chǎn)業(yè)的新時(shí)代。

四、徑流泵的創(chuàng)新點(diǎn)

　　● 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：徑流泵采用平圓盤(pán)轉(zhuǎn)子取代傳統(tǒng)分子泵的渦輪轉(zhuǎn)子，攻克了分子泵易打片損壞的一大缺陷。

　　● 性能創(chuàng)新：在低壓等離子體放電的主要區(qū)段0.1~30Pa一臺(tái)徑流泵能取代幾臺(tái)~幾十臺(tái)羅茨泵。

　　● 抽氣工藝創(chuàng)新：不需要干泵，即可獲得十分清潔的無(wú)油真空，大幅度降低了無(wú)油真空的費(fèi)用，為無(wú)油真空進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域掃清了障礙。

　　● 徑流泵從理論創(chuàng)立、結(jié)構(gòu)發(fā)明、直至產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，均由我國(guó)獨(dú)立完成，是一項(xiàng)富有原創(chuàng)性的科技成果，對(duì)提升我國(guó)真空產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力發(fā)揮積極作用。

　　● 徑流泵具有獨(dú)立、完整、自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng))。

　　徑流泵已于2015年1月通過(guò)廣東省科技廳組織的成果鑒定，評(píng)審委員會(huì)對(duì)該項(xiàng)目給予“從完善理論、提出新結(jié)構(gòu)、樣機(jī)研制、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，均自主獨(dú)立完成，是富含原創(chuàng)性的科技成果”的高度評(píng)價(jià)。

五、電弧鈦泵的典型應(yīng)用

　　徑流泵主要用于中、高真空設(shè)備，以及連續(xù)鍍膜生產(chǎn)線，取代羅茨泵、擴(kuò)散泵和分子泵，簡(jiǎn)化真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)能、降低能耗和運(yùn)行成本，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。徑流泵的典型應(yīng)用如下：

　　● 重離子加速器，獲得了能與液氮冷阱+干式泵機(jī)組媲美的清潔無(wú)油真空，被譽(yù)為“技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”(詳見(jiàn)甘肅省科技廳甘科鑒字[2010]第361號(hào))。

　　● 連續(xù)鍍膜生產(chǎn)線：簡(jiǎn)化抽氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高鍍膜壓強(qiáng)，提升產(chǎn)能30%和降低能耗。

　　● 石英管脫羥爐：消除了油蒸汽在石英管壁上留下的微量污痕，質(zhì)量超越國(guó)外高檔石英管，該用戶已成為PHILIPS、GE和OSRAM等國(guó)際知名廠商的指定供應(yīng)商，利潤(rùn)大幅度提高。

　　● 分子蒸餾：膽固醇的純度由65%提高至95%，產(chǎn)品由飼料級(jí)提升至制藥級(jí)，“打破了國(guó)際三家NF級(jí)膽固醇生產(chǎn)商技術(shù)壟斷，使得公司維生素D3主要原材料實(shí)現(xiàn)自我供應(yīng)，擺脫了對(duì)國(guó)際供應(yīng)商的依賴”，產(chǎn)品盈利連翻幾番。

　　● 真空爐：獲得清潔無(wú)油真空，節(jié)省抽氣能耗60~80%

六、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益

　　1.徑流泵從理論創(chuàng)立、結(jié)構(gòu)發(fā)明、直至產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，均由我國(guó)獨(dú)立完成，對(duì)提升我國(guó)真空產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力發(fā)揮積極作用。

　　2.徑流泵無(wú)需干式泵，即可獲得十分清潔的無(wú)油真空，大幅度降低了無(wú)油真空的費(fèi)用，為無(wú)油真空進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用掃清了障礙。

　　3.徑流泵具有強(qiáng)勁的中真空抽氣能力，一臺(tái)能取代幾臺(tái)~幾十臺(tái)羅茨泵，攻克了中真空抽氣瓶頸難題，為高端中真空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　4.徑流泵節(jié)能顯著，平均節(jié)能70%，我國(guó)真空產(chǎn)業(yè)全面推廣應(yīng)用，節(jié)電總量將達(dá)150億度/年，相當(dāng)于2套大型百萬(wàn)kW的核電機(jī)組的全年發(fā)電量。

　　5.徑流泵已具備攻克當(dāng)今真空產(chǎn)業(yè)三大難題的技術(shù)能力，加速?gòu)搅鞅卯a(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用的步伐，將對(duì)真空產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代發(fā)揮積極貢獻(xiàn)。