干式真空泵（Dry Vacuum 光泵浦）也稱無油真空泵，是為了滿足工業生產對真空環境越來越嚴格的要求而發展起來的新型真空獲得設備。
17世紀，葛利克、伽利略·伽利萊等科學家開始研究人造真空，使用的裝置是現在干式真空泵的簡易版本。1985年，在日本研發并生產了世界上第一臺爪型式真空泵，應用于半導體產業鏈中。1994年，中國自主研發了第一臺爪式真空泵，大部分的性能指標都可以與國外的干式真空泵媲美，開始了中國干式真空泵的自主研發道路。為了及時排除故障，德國、美國、英國等公司開發了許多振動監測系統，在干式真空泵工作時，可對設備進行實時監控。
干式真空泵就其基本原理來分，有容積式的無油真空泵和動量傳輸式的無油真空泵兩大類。干式真空泵和油封式機械泵相比，達到同樣極限壓力其殘余氣體成分則全然不同，干式泵的抽氣不再有油的污染。并可在大氣壓到10-2Pa壓力范圍內工作。
干式真空泵廣泛應用于航天、半導體、制藥、化工等行業，隨著工業化水平的不斷提高，航天、半導體等行業對真空泵的需求也逐步提高。日本在螺桿壓縮機基礎上 ，很早就研發出了真空泵的多頭定子和轉子型線 ，并投入市場 。德國幾家真空設備公司也逐步開發出等螺距 、變螺距轉子型線 ，并在轉子和機體冷卻方面做了很多研究 。中國企業在螺桿真空泵的生產進入批量化生產 ，在化工制藥等行業得到很好的應用。
干式真空泵在特殊領域，例如半導體工業、電子材料、IT產業等，對真空環境的潔凈度提出很高的要求，研制和開發潔凈、性價比高、結構簡單、抽氣效率高的干式真空泵是未來發展的主要方向。
發展簡史
國外歷史
早在17世紀，葛利克，伽利略·伽利萊等科學家就在研究如何獲得人造真空，那時使用的裝置，就是現在干式真空泵的簡易版本。隨著技術與時代的發展，真空泵的種類也越來越多，開始出現了汞“活塞”泵、葉輪旋轉式機械泵、渦輪機械泵等。
在日本，半導體行業已全部用式真空泵代替油封式機械泵，歐美45%以上的半導體廠家已經用千式真空泵代替油封式機械泵。英國愛德華公司生產制造的干式真空泵，無論是可靠性還是性能方面一直處于世界領軍地位。德國普發公司也是國外真空行業的巨頭，一直致力于打造出高端、先進、穩定性強的式真空泵。
1985年，在日本研發并生產了世界上第一臺爪型式真空泵，應用于半導體產業鏈中。作為最早面世的干式真空泵之一，除了擁有抽氣通道內不含任何污染物質、油封可靠性強這些優點外，還具有定子和轉子對懸浮在泵腔內，轉子與轉子、轉子與泵側壁無摩擦接觸，可在真空大頻繁切換的條件下保持良好的使用壽命等優點。
中國發展
中國的真空獲得設備仍然以傳統真空泵為主，主要為水環真空泵、旋片真空泵、蒸汽流泵、滑閥真空泵、羅茨真空泵。干式真空泵的研制工作正處于起步階段。1994年，中國自主研發了第一臺爪式真空泵，大部分的性能指標都可以與國外的干式真空泵媲美，開始了中國干式真空泵的自主研發道路，但是技術水平受限，導致發展速度緩慢。
研究現狀
1966年瑞典SPM公司發明了測試設備振動故障的沖擊脈沖法，提高了設備故障測試的準確性，減少人力消耗，實現設備檢測技術質的飛躍。隨著對機械動力學的深入研究和探索，探究出機械振動中不同的振動特征出現的頻率與其關鍵尺寸、異常位置之間的某種特聯系，隨著傅里葉變換的技術應用越來越廣泛，實現了時域波形與頻域波形之間的轉換。
德國、美國、英國等公司開發了許多振動監測系統，在干式真空泵工作時，對設備進行實時監控，可隨時發現設備故障。軸承廠商SKF（斯凱）的WinCon3.0振動監測系統，通過采集16通道的信息信號，并將信號數據實時反饋到后臺服務器，技術人員通過反饋的數據信號，分析故障的位置及程度，并通知生產現場實施防護措施制定維修計劃。
于敏利用丹麥B&K振動噪聲測試設備，通過實驗確定了振動異常是由于共振引起的，利用振動噪聲聲源識別法，來確定振動噪聲源的位置與特征，驗證了結構共振是該型羅茨真空泵振動過大的主要原因。許濤、羅根送等人針對直排大氣的羅真空泵獨特的排氣噪聲機理，提出了“縫隙消聲”的理論，并根據此理論制造出新的消音器，極大降低了噪聲等級。
基本分類
干式泵種類很多，就其基本原理來分，只有兩類，即：容積式的無油真空泵，例如多級羅茨泵、爪型泵、往復式活塞泵、螺桿式泵和渦旋式泵等。這種干式泵的極限壓力一般為0.1-10Pa，抽速為0.01-0.04M3/S。動量傳輸式的無油真空泵，如渦輪式無油泵。排氣側與大氣相接，在連續流狀態下壓縮比較高。它是一種粗抽泵，可從大氣壓抽到10-2Pa。在結構上采用徑向流和周向流泵的復合式結構，多級串聯抽氣。這種渦輪式泵的極限壓力約為10-2Pa，抽速為0.02-0.15M3/S。牽引型干式泵也屬于動量傳輸式的干式泵。
原理特性
干式機械真空泵的原理特性，因產品類型不同而有區別，主要分為接觸型及非接觸型。接觸型的干式泵有葉片式、凸輪式、往復活塞式、膜片式等，這類泵的速度較低，適用于小容量高壓縮比(單級壓縮比)。非接觸型的干式泵有羅茨型、爪型、螺桿型、渦旋型等，其速度較高，適用大容量，低壓縮比(指單級壓縮比)。以下就幾種主要產品的特點進行分述。
多級羅茨真空泵
羅茨型真空泵的工作原理和構造，基本上和羅茨風機相似，這種工作原理很早就被真空泵應用，普通的單級和雙級羅茨泵做為油封式機械泵的增壓泵使用居多，故稱為機械增壓泵。干式羅茨泵是直接排大氣的，在一根軸上安有3-5級的羅茨型定子和轉子，三級羅茨泵的構造，各級轉子由中間壁來隔離，形成各級的泵腔，上一級的排氣口連到下一級的進氣口，各級串聯應用。各級轉子的直徑和形狀相同，而各級轉子的寬度有時是不同的，向高壓側方向變窄了。多級羅茨真空泵的泵腔和齒輪箱之間隔開或用迷宮式結構加以密封。3-6級的羅茨泵可從大氣壓抽到極限壓力1Pa，高壓段有用氣冷轉子的結構，已抽速為60-500M3/H。
多級爪型真空泵
采用了形狀復雜的爪型轉子#這種泵也類似羅茨泵型式"兩個轉子與泵體之間形成泵腔的抽氣容積"吸氣口和排氣口是固定在上下端蓋的側面上"由轉子旋轉過程中自動開關。沿軸向逆流少，因此在高壓區它的壓縮比，比羅茨泵的壓縮比高。尾旋式真空泵螺旋干式真空泵，是根據螺桿式壓縮機的工作原理作成的。共有兩種結構：螺桿式真空泵(Lysholm型)在螺桿式壓縮機中，螺旋轉子的螺旋圈數在一圈以內，而螺桿真空泵的圈數在2圈以上，這樣可減少返流量，提高壓縮比，單級泵可從大氣壓抽到1Pa的極限壓力，抽速為60-129M3/H。矩形螺旋式真空泵，有矩形斷面的右螺旋和左螺旋的一對定子和轉子相嚙合，由同步齒輪帶動實現非接觸式的高速運轉，氣體由上側進入，在泵腔內壓縮由轉子下端排除，轉子旋轉一周排氣一次。轉子和泵體內表面形成一種尾旋密封結構，矩形斷面間隙泄漏較少，故可得到較高的壓縮比。
渦旋型真空泵
渦旋型干式真空泵以其轉動方式不同，分為兩種型式：一種是一個渦旋固定不動（稱為靜渦旋），另一個渦旋圍繞著它公轉平動而不能自轉（稱為動渦旋）的公轉型；另一種是兩個渦旋同步同方向各自繞自身軸轉動的回轉型它的兩個渦旋都是動渦旋。
往復式活塞真空泵
回轉型機構最大的優點，是非接觸式的，能夠高速運轉，可得到較高的抽速。但作為干式泵而言，非接觸式定子和轉子的冷卻是困難的，然而對于往復式活塞泵來說，活塞和氣缸的外表面都能和周圍大氣接觸，很容易被大氣對流散熱，而驅動機構也處在大氣之中有利于散熱。
渦輪式無油真空泵
日本研制一種新型的渦輪式無油泵，是一種粗抽泵，可從大氣壓抽到10-2Pa，在結構上采用徑向流和周向流泵的復合結構，經多級串聯抽氣。這種泵的抽氣單元是以滿足極限壓力10-2Pa，出口壓力為大氣壓，返油率為零而設計的。
牽引型干式泵
這種泵通常是尾旋槽式的無油泵，從結構上分為兩種：一種是在柱形定子和轉子上開有多頭的螺旋槽和泵殼內壁形成抽氣通道；另一種是在盤狀體的側面上開有多頭螺旋槽，多級串聯實現抽氣。二者均可直排大氣，靠摩擦牽引作用實現抽氣。
主要結構
螺桿真空泵
在螺桿真空泵的泵體內，平行的配置著一對轉子，分別稱為陰、陽轉子，一般陽轉子與電機相連，通過一對同步齒輪帶動陰轉子轉動，通過這對轉子的相互嚙合實現螺桿泵的吸氣、壓縮，排氣過程。陰陽轉子之間、轉子與泵體之間都有微小的間隙，不直接接觸，無需潤滑。泵體一般分為兩大部分：螺桿腔泵體與齒輪腔泵體，當然為了加工方便還可把螺桿腔泵體再分為兩部分，定子和轉子部分與左端轉子軸部分，在螺桿腔泵體與齒輪腔泵體上分別開有吸氣孔口和排氣孔口，圖2．1中虛線為吸氣口位置，排氣口在齒輪泵腔側面，齒輪泵腔底部有氣流通道。而且在這兩個腔之間裝有軸封，以防止齒輪泵腔中的潤滑油蒸汽污染真空室，設計的難點在于兩個相互嚙合的轉子。
羅茨真空泵
在羅茨真空泵泵腔內，有1對8字形或三葉形的轉子相互垂直地安裝在1對平行軸上，由1對同步齒輪帶動轉子做同步反向旋轉運動。在轉子之間、轉子與泵殼內壁之間保持一定間隙，可以實現高轉速運行。機械增壓羅茨泵壓差小，但在較寬壓力范圍內抽速高。機械增壓羅茨泵不能單獨使用，必須配置前級泵使用。啟動時需先啟動前級泵，待入口壓 力達到機械增壓羅茨泵的允許壓差范圍內才能啟動羅茨泵。否則會導致電機過載、泵定子和轉子卡死等故障的發生。
爪式真空泵
立式爪式真空泵的泵腔依次串聯，每級泵腔內各有1對共軛嚙合、做同步反向運動的爪型轉子。介質被爪型轉子吸入后壓縮并排放。轉子之間、轉子與泵殼之間均無接觸。每級泵腔中的第一級泵腔為吸氣級，其吸氣體積比后面幾級的大，形成級間壓縮。每對轉子安裝在2根平行軸上，軸由上、下兩端軸承支撐，泵腔級與級之間設有隔板，隔板上有吸排氣通道。通過同步齒輪傳動并調整轉子軸與 固定轉子相位，保證轉子之間及轉子與泵殼之間的間 隙。爪式真空泵中需控制的間隙較多，如定子和轉子之間的間隙，轉子與端蓋、隔板的間隙，轉子與泵體之間的間隙等，這些間隙之間相互關聯，給泵的安裝及維 護帶來一定不便，且一般爪式真空泵抽速較小。
主要特點
干式真空泵潔凈無油的特點受到越來越多行業的青睞，能適應芯片集成體積小、對油污、灰塵敏感的工藝需要。干式真空泵能夠保證潔凈的真空，是鍍膜行業得到更好的鍍膜質量。電子顯微鏡、放療設備對實驗室環境要求高，干式真空泵優勢也十分明顯。其主要特點表現為：其一、在泵的整個抽氣的通道內，沒有 任何油、水等液體，即所謂的“干”，所以油封式真空泵、液環式真空泵都不屬于干式真空泵。其二、泵的排氣口與大氣相通，能夠連續向大氣排氣，在高真空系統干式真空泵多作為前級泵使用。其三、可在大氣壓到 10-2 帕工作，具有抽到粗、中真空的抽氣能力。
標準規范
應用領域
干式真空泵廣泛應用于航天、半導體、制藥、化工等行業，隨著工業化水平的不斷提高，航天、半導體等行業對真空泵的需求也逐步提高。目前常用的干式真空泵體積大，質量重，而且定子和轉子的平衡性不理想。隨著科學技術的發展，真空泵的的應用也會越來越多，現在真空泵主要朝著大型化，真空度更高的方向發展。
無油干式機械真空泵又簡稱干式真空泵，是指能從大氣壓力下開始抽氣 ，又能將被抽氣體直接排到大氣中去 ，泵腔內無油或其他工作介質 ，而且泵的極限壓力與油封式真空泵同等量級或者接近的機械真空泵。干式螺桿真空泵由于其優越的性能 ，在歐美和日本已經成為微 電子 、半導體 、制藥 、精密加工等行業首選真空獲得設備 ，日本在螺桿壓縮機基礎上 ，很早就研發出了真空泵的多頭定子和轉子型線 ，并投入市場 。德國幾家真空設備公司也逐步開發出等螺距 、變螺距轉子型線 ，并在轉子和機體冷卻方面做了很多研究 。中國企業在螺桿真空泵的生產進入批量化生產 ，在化工制藥等行業得到很好的應用。
發展趨勢
真空泵是半導體工業中芯片、光學通訊元器件及FPD等加工工藝關鍵設備之一。作為中高真空的無油分子泵、低溫泵等得到了廣泛的應用。但是，與這些真空泵相配合的前級真空泵卻大多是傳統的油封式真空泵，為降低油污染，通常在中高真空泵與低真空泵之間串接入冷阱，但此方法已經不能滿足真空環境潔凈度的要求了。尤其是在某些特殊領域，例如半導體工業、電子材料、IT產業等，對真空環境的潔凈度提出很高的要求。因此，研制和開發潔凈、性價比高、結構簡單、抽氣效率高的干式真空泵成為行業未來主要發展方向。
真空泵整體設計也將面臨越來越高的挑戰，根據動平衡技術的發展趨勢，在線動平衡技術、特殊定子和轉子的平衡技術和無試重平衡技術等三個方面將會有很大的發展。信息論的知識告訴我們通過傳感器信息的集成和融合，可以是多個單維信息集成或融合成一個多維信息，從而使得信息的特征更為突出、明顯地表露出來，而且各個單維信息之間的聯系和相互關系也可以得到充分的體現。轉子動平衡的過程離不開對轉子整體振動行為的理解和把握。基于此，轉子動平衡中的信息論應用研究，利用信息融合技術、神經網絡和遺傳算法等前沿技術，為解決轉子動平衡這一經典課題提供新的思路和方向。
參考資料 >
干式真空泵.Reverso.2023-12-10
國家標準.標準信息查詢.2023-12-10