無軸封泄漏的革新——ULVAC愛發科GHD-101磁力耦合油回轉真空泵技術解析
一、產品概述
在真空技術領域,油回轉真空泵(旋片式真空泵)是最為廣泛應用的真空獲得設備之一。然而,傳統油回轉真空泵長期面臨一個頑固的技術痛點——軸封漏油。隨著運行時間的推移,電機軸與泵體之間的密封件不可避免會發生磨損,導致真空泵油沿軸封處滲漏,不僅污染工作環境、增加維護成本,更會縮短泵的使用壽命。
日本ULVAC(愛發科)公司推出的GHD-101磁力耦合油回轉真空泵,正是為解決這一難題而設計的創新產品。GHD-101隸屬于ULVAC GHD系列磁力耦合規格油回轉真空泵家族,以磁力耦合器(Magnetic Coupling) 替代傳統機械軸封,在動力傳輸部分采用非接觸式磁力傳動,從根源上消除了軸封漏油的可能性。
GHD-101采用兩級排氣系統,標配電源線和開關,并內置熱保護器。作為一款小型油回轉真空泵,GHD-101憑借其100/120 L/min的抽氣速度、0.67 Pa的極限壓力以及磁力耦合無泄漏的核心優勢,廣泛應用于分析儀器、實驗室設備以及作為氦質譜檢漏儀的前級泵等場景。
二、核心技術:磁力耦合器
2.1 從機械軸封到磁力耦合的技術演進
傳統油回轉真空泵的電機與泵體之間通過機械軸封(油封) 實現動力傳輸與密封。軸封依靠唇口與旋轉軸之間的緊密接觸來阻止真空泵油泄漏——然而,隨著運行時間的增加,軸封唇口會因摩擦而磨損,密封性能逐漸下降,最終導致漏油。
GHD-101采用的磁力耦合器改變了這一傳動方式。磁力耦合器由內磁轉子與外磁轉子組成,內外磁轉子之間通過磁場的相互作用實現非接觸式扭矩傳遞——電機驅動外磁轉子旋轉,磁場穿過密封隔離套驅動內磁轉子轉動,從而帶動泵體工作。
2.2 磁力耦合的核心優勢
消除軸封漏油:由于動力傳輸部分不存在任何物理接觸的軸封結構,從根本上杜絕了真空泵油從軸封處泄漏的可能性。這不僅保持了工作環境的清潔,也避免了因油量不足導致的泵性能下降。
顯著延長使用壽命:傳統軸封的磨損是限制油回轉真空泵壽命的關鍵因素之一。磁力耦合器消除了這一易損件,使泵的整體壽命大幅延長。
降低維護成本:無需定期更換軸封,減少了維護頻率和維修成本。
更高的可靠性:非接觸式傳動避免了機械磨損,運行更加平穩可靠。
三、核心技術參數
GHD-101的完整技術規格如下:
| 參數項目 | 50Hz | 60Hz |
|---|---|---|
| 實際抽速 | 100 L/min | 120 L/min |
| 極限壓力(氣鎮閥關閉) | 0.67 Pa | 0.67 Pa |
| 極限壓力(氣鎮閥開啟) | 6.7 Pa | 6.7 Pa |
| 電機輸出功率 | 300 W | 300 W |
| 推薦用油 | R-2 | R-2 |
| 油量 | 1,000 mL | 1,000 mL |
| 重量 | 22 kg | 22 kg |
| 進出氣管道直徑 | KF-25, G1 | KF-25, G1 |
| 環境溫度 | 7~40℃ | 7~40℃ |
| 外形尺寸 | 150(W) × 413.5(L) × 234.5(H) mm | 150(W) × 413.5(L) × 234.5(H) mm |
| RoHS對應 | ● | ● |
GHD-101的極限壓力采用皮拉尼真空計(Pirani Gauge) 測量。若使用McLeod真空計測量,對于極限壓力為1.3Pa或以下的真空泵,該值會低一個數量級。
四、電源與認證
GHD-101配備了大范圍電壓電機,可根據不同國家和地區的電源規格選擇對應型號:
| 電壓 | 認證 | 型號 |
|---|---|---|
| 單相, 100V | CE, TUV, cTUVus | GHD-101A |
| 單相, 115-120V | CE, TUV, cTUVus | GHD-101B |
| 單相, 200V | CE, TUV, cTUVus | GHD-101C |
| 單相, 220-240V | CE, TUV, cTUVus | GHD-101D |
GHD-101已取得CE、TUV及cTUVus認證。TUV認證由國際第三方機構進行產品安全測試及認證,確保產品符合歐洲標準的高品質要求。
五、防逆流機構
GHD-101在進氣口下方集成了止回閥(Integrated Check Valve) ,用于防止真空泵停止時氣體和油的回流。
這一設計至關重要——當泵因停電或人為關機而停止時,真空腔體與泵體之間存在壓力差,如果沒有防逆流機構,真空泵油和已被抽取的氣體可能倒流回真空室,污染腔體和樣品。止回閥在泵停止時自動關閉,有效阻斷了回流路徑。
需要注意的是,防逆流機構雖能有效防止油回流,但并不能100%保證防止啟動時的回流。
六、工作原理
GHD-101屬于油封旋片式真空泵(Oil-Sealed Rotary Vane Pump) 。其工作原理如下:
泵體內置有偏心安裝的轉子,轉子上裝有可滑動的葉片(旋片)。隨著轉子的旋轉,葉片在離心力作用下緊貼泵體內壁,將泵腔分割成多個可變容積的空間。氣體從進氣口吸入后,隨著轉子的旋轉被逐級壓縮,最終從排氣閥排出至大氣。
在這一過程中,真空泵油發揮著多重關鍵作用:
密封:填充轉子、葉片與泵腔內壁之間的微小間隙,提高氣密性
潤滑:減少旋轉部件的摩擦,使運動順暢
冷卻:帶走壓縮過程中產生的熱量
消音:降低排氣噪音
GHD-101采用兩級排氣系統,氣體經過兩級壓縮后排出,能夠獲得比單級泵更低的極限壓力(0.67 Pa)。
七、應用場景
GHD-101的設計理念——“磁力耦合無泄漏·低噪音高可靠”——決定了其廣泛的應用適應性:
| 應用領域 | 典型場景 |
|---|---|
| 分析儀器 | 氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)、液相色譜-質譜聯用儀(LC-MS)等分析設備的真空系統 |
| 實驗室設備 | 各類科研實驗室的真空源、冷凍干燥系統 |
| 檢漏應用 | 作為ULVAC HELIOT 900氦質譜檢漏儀的前級泵 |
| 半導體與電子 | 鍍膜設備、真空包裝、真空干燥 |
| 工業制造 | 真空吸附、真空搬運、真空成型 |
GHD系列小型油回轉真空泵專為分析儀器和實驗室設備等應用而設計。其緊湊的結構(150mm寬度)和低噪音、低振動特性,使其非常適合集成于各類精密設備之中。
八、使用注意事項
GHD-101作為專業真空設備,在以下方面需要特別注意:
關于油品管理:真空泵油在運行過程中會變質,成為性能不良的因素。應定期檢查油位是否充足、油質是否污染,并及時補充或更換R-2推薦用油。油量為1,000 mL。
關于排氣壓力:在接近大氣壓條件下運行時,排氣口容易產生油霧(Oil Mist) 。
嚴禁堵塞排氣口:運轉時切勿堵塞出口或使用安裝在出口側的設備阻止氣體通過。否則泵內部壓力增加會導致爆炸風險,油位計彈出或電機過載。
室內專用:GHD-101為室內專用真空泵,請勿安裝在暴露于雨水、水濺或室外的地方。
關于熱保護器:GHD-101標配熱保護器,可在電機過熱時自動切斷電源,提供額外的安全保護。
九、總結
ULVAC愛發科GHD-101磁力耦合油回轉真空泵,以100/120 L/min的實際抽速、0.67 Pa的極限壓力、磁力耦合器實現的無軸封泄漏、兩級排氣系統保障的更低極限真空、集成止回閥提供的防逆流保護,以及大范圍電壓電機和CE/TUV/cTUVus國際認證,在小型油回轉真空泵領域樹立了高可靠性·長壽命·無泄漏。
它不僅能滿足常規真空抽取的基本需求,更能憑借其磁力耦合無泄漏的核心優勢,在對潔凈度和可靠性要求高的分析儀器、實驗室設備和檢漏系統等場景中發揮不可替代的作用。無論是作為分析儀器的內置真空源,還是作為氦質譜檢漏儀的前級泵,GHD-101都以其無泄漏、長壽命、高可靠的表現,成為值得信賴的真空獲得專業選擇。
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