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“低成本无油蒸发镀膜设备”惊艳问世!

2019-02-21

“低成本无油蒸发镀膜设备”惊艳问世!


最近,苏州摩星真空科技有限公司研发成功世界首台“低成本、无油蒸发镀膜设备”(简称“无油镀膜设备”)。

该设备与传统双机组扩散泵镀膜设备相比,具有如下显著优点:

● 采用摩星真空自主研发、国际首创的专利成果“低碳、大抽速无油真空机组”取代高能耗、高油蒸汽污染的扩散泵机组;

● 消除油蒸汽污染,膜层结合力提高3-5倍,色泽亮丽,显著提升镀膜产品质量;

● 节省能耗85%,每台设备,节电50万度/年,折合节省电费60万元/年!

● 产能大:与双机组设备相比,产能提高50 %!

● 设备维护、无需专门保养!

● 启动迅速,高真空泵启动时间,小于0.01sec,随用随开,抽气利用率100 %;

● 设备费用与双机组镀膜设备(相同产能)大体持平。

典型的中国发明、中国制造!

目前,低碳、无油蒸发镀膜设备已用于多家知名镀膜厂商(例如深圳兴丽彩塑料材料科技有限公司、苏州彩衣真空科技有限公司等)的蒸发镀膜生产线,跨出了该项国际首创的科技成果产业化的一大步。

真空环境存在油蒸汽污染,会显著影响真空产品的质量。因此,油蒸汽污染是比真空度更重要的质量指标。然而,传统的真空泵,尤其是粗抽泵,几乎均存在油蒸汽污染。近年来,开始进入市场的爪形泵、膜片泵和螺杆泵等干式泵,大幅度降低了粗抽阶段的油蒸汽污染,但存在费用昂贵、抽速低等缺点,未能在真空产业推广应用,尤其在大型真空设备领域,至今仍是高油蒸汽污染扩散泵的一统天下。

真空产业的最高境界:真空产业无人问津的“大型无油真空设备”,进入真空产业已是一步之遥!

蒸发镀膜设备的单体尺寸超过12 m3,高真空抽速达50,000 l/s,属大型高真空设备行业的典型设备,“低碳、无油高真空抽气机组”成功取代蒸发镀膜设备的扩散泵,展示了我国大型高真空设备领域,已经没有攻克不了的难题,已经没有取代不了的高能耗、高油蒸汽污染的扩散泵。

加快“低碳、无油真空抽气机组”产业化和推广应用的步伐,我国真空产业有望超越发达国家,率先淘汰延用至今80多年的高能耗、高油蒸汽污染的扩散泵,率先实现真空产业的低碳升级换代。

 传统蒸发镀膜设备的四大难题

传统蒸发镀膜设备采用扩散泵抽气,存在如下难题:

1. 油蒸汽污染严重。镀膜产品结合力差,色泽泛黄;

2. 能耗高。每台传统双机组镀膜设备,能耗高达65 kW,年耗电(二班制)达30万度/台;

3. 抽气能力浪费大。蒸发镀膜需要高真空的时段不到镀膜周期的1/2,然而,高真空扩散泵的启动时间长(约1小时),无法中断运行,导致抽气利用率不到50%,造成极大浪费。

4. 设备维护周期短。扩散泵的油蒸汽会污染镀膜设备真空腔体的内壁,显著延长抽气时间,降低设备产能。通常1个月须清洗1次(3名员工,1天),影响正常生产。

上述难题,自蒸发镀膜问世之日起,至今60余年,一直未能攻克。

近年来,部分镀膜设备采用POLYCOLD(一种-120℃频繁冷、热交替的深冷水汽泵)辅助扩散泵抽气,油蒸汽污染和抽气时间均有所下降。然而,高频度、高温差的冷、热交替,导致设备费用和能耗成倍增加,加上油蒸汽污染源头—扩散泵依旧存在,油蒸汽污染无法消除,未能大范围推广应用。

最近,本公司研发成功了一种“低成本、低碳、无油蒸发镀膜设备”(简称无油机组),该机组利用分子牵引、弧光放电和真空吸附原理工作,具有费用低、启动迅速(<1 sec)、能耗低、抽气利用率高、维护简便,以及无油蒸汽污染等显著优点,该机组现已用于蒸发镀膜设备,成功取代传统扩散泵+罗茨泵机组,一举攻克了蒸发镀膜的上述难题。


一、真空抽气工艺(供参考)


No

压强

(Pa)

抽气机组

抽气时间

( mm)

备注

1

105-50

滑阀泵+罗茨泵抽气

3.0

粗抽阶段

2

50-5×10-2

径流泵+水汽泵

4.0

精抽阶段

3

5-3×10-2

径流泵+水汽泵+电弧泵

1.0

镀膜阶段



 二、无油镀膜设备、传统双机组设备的性能比较(注:按1班制,300天/年测算)


主要指标

单位

无油设备

双机组设备

备注

抽气时间

min

8

18

抽气时间缩短56%

产能

炉/小时

6

3

 产能提高1倍

能耗

kW

20

65

相同产能,节电85%

万度/年

10

30

相同产能,节电50万度/年

能耗成本

万元/年

5

25


真空质量

无油

油蒸汽污染


产品质量

产品质量显著提高。

设备费用

万元

56

28

相同产能,费用持平



三、无油镀膜设备的主要竞争优势

1. 显著节能。与传统双机组镀膜设备相比,节电 80~85%,每台设备,节电38-46万度/年,折合降低生产成本(按电费1.2元/度测算)45~55万元/年;

2. 抽气时间短,产能高。 产能比传统双机组设备高出30~50%;

3. 镀膜全过程无油蒸汽污染。膜层结合力强,色泽亮丽,提升产品质量;

4. 抽气利用率高。电弧泵启动迅速(<1秒钟),随用随开,抽气利用率100%;

5. 无需专门维护、保养。设备无油蒸汽污染,日常维护简便。

6. 设备费用不高。相同产能,与双机组设备持平。


四、核心技术(无油设备和双机组设备比较)

采用本公司独特的抽气工艺,无需干式泵,获得低成本无油真空,该工艺,用于中科院重离子加速器,真空质量达到液氮冷阱+干式泵水平(甘科鉴字[2010]第361号);

该抽气工艺,用于蒸发镀膜设备:

1. 粗真空:缩短抽气时间50%;

2. 中真空:采用本公司专利产品“径流分子泵”,取代罗茨泵,抽气时间由5 min降至2 min,能耗降至1/20,还能消除中真空油蒸汽污染;

3. 高真空:取代扩散泵,消除高真空油蒸汽污染,抽气时间由5 min降至2 min,能耗降至1/10,并消除高真空油蒸汽污染;

4. 中、高真空抽气:相对独立,节省抽气能耗50%。


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