活塞式泵浦與 螺旋式真空泵浦

活塞式泵浦和螺旋式真空泵浦是兩種常見的真空泵浦類型，用於在工業、商業和實驗室環境產生中所需之真空。雖然兩者各有優勢，但螺旋式真空泵浦在許多應用中都展現卓越效能：從包裝到太陽能面板的矽晶體生長。選擇正確的真空技術對營運效率和成本效益至關重要。

螺旋式真空泵浦的工作原理

螺旋式真空泵浦是一種正排量泵浦，可從密封環境中排出空氣或其他氣體來產生真空。其運作原理是利用兩個螺桿轉子在圓柱形外殼內沿著相反方向迴轉。泵送介質經由入口進入真空泵浦，並被截留在氣缸和兩個螺桿之間形成的腔體中。轉子轉動時，它們沿著螺桿的長度將泵送介質推向出口。在此製程中，由於腔體尺寸持續減小，可用於泵送介質的空間（容積）減少。由此，泵送介質被壓縮至最小體積。然後透過出口排出。

在此製程中，螺桿轉子不會相互接觸，也不會與泵浦外殼接觸，這最大程度地減少磨損並消除對潤滑油的需求。

活塞式泵浦的工作原理

與螺旋式真空泵浦一樣，活塞式泵浦也根據正排量原理運作。其最初設計用於在壓力下高效運送水和其他液體，主要用於農業和家用，從井或河流中抽水。但同樣可用於產生真空。

泵浦本身由一個活塞往復運動的氣缸組成。氣缸每側都有一個閥門：一個用於吸入，一個用於排出。活塞與連接在曲軸上的連桿相連。在電動馬達的驅動下，曲軸迴轉，從而帶動活塞在真空泵浦運轉時移動。

真空產生始於吸入行程，此時活塞向後移動。這會增加氣缸內的容積。隨著容積增加，氣缸內的壓力降低，氣體分子獲得更多運動空間。氣缸內的壓力現在低於待排空容器的壓力。當氣體從高壓區域移動到低壓區域時，容器中的空氣或氣體被吸入氣缸。

一旦活塞到達其行程末端，吸入閥門關閉，泵送介質被截留在內部。活塞隨後朝相反方向移動，減少氣缸體積並壓縮泵送介質。壓縮時，其壓力增加，並透過排氣閥排出。透過反覆往復移動活塞，真空泵浦不斷將空氣或氣體從容器中抽出，從而產生真空。

活塞式泵浦的類型

不同於真空泵浦，活塞式泵浦並非針對產生持續高真空度而優化，但在粗真空至中真空範圍內表現良好。為實現更穩定的流量，可採用具有多活塞和氣缸的泵浦。單作用活塞式泵浦每端有一個閥門，氣體吸入和排出按上述原理進行。活塞的每個循環都會在進氣行程中吸入氣體，然後在排氣行程中壓縮和排出，從而產生真空。

相比之下，雙作用活塞式泵浦在活塞的往復行程中都產生真空。在此設計中，氣缸分為兩個腔體，活塞兩側各一個。每個腔體都有吸氣閥和排氣閥。

當活塞向後移動時，腔體 A 中的容積擴大。同時腔體壓力降低，經由吸氣閥從泵送容器抽吸氣體。在腔體 B 中，製程反向進行。因此，隨著活塞的向後行程，先前泵送的氣體被壓縮並經由排氣閥排出。活塞再次向前移動時，腔體的角色切換。這意味著在腔體 B 中吸入氣體，而腔體 A 中的泵送氣體被壓縮並排出。這種設計更有效率，因為在向後和向前行程中進行排空，使流量更穩定。

典型應用

雖然螺旋式真空泵浦和活塞式泵浦的操作原理不同，但可用於許多相同應用。然而，活塞式泵浦無法達到高真空度。其能夠在溫度波動的惡劣環境中運作，且能處理泵送介質可能含有的研磨性物質（如沙子）。相關應用包括例如複合材料製造中的熱處理、化學和製藥業中的真空蒸餾，或者冶金中的真空熔融。

在相同嚴苛應用中，螺旋式真空泵浦與活塞式泵浦一樣表現優異，且具備額外優勢。其可達到更高真空度，維護需求更低、運行更潔淨。因此，也適用於鋼水脫氣、食品業的冷凍乾燥製程或鋰電池製造中的各種應用等。其提供各種設計型號，可針對不同產業提供選配，也適用於需要乾淨無汙染環境的產業，例如半導體製造。

螺旋式真空泵浦的優點

能效

在活塞式泵浦表現不佳的真空應用中，螺旋式真空泵浦更具能源效率。活塞式泵浦最初設計用於在高壓範圍內移送液體，在產生真空時可能造成能源浪費。這是因為維持真空所需的活塞機械運動，以及伴隨的摩擦和熱損失所致。因此，活塞式泵浦通常用於間歇運行。這意味著其會間歇性開啟和關閉，例如在包裝或搬運和抬升等僅需要短時真空的場合。相比之下，螺旋式真空泵浦透過迴轉產生真空，實現更具效率的持續運作。這可將能源損失降至最低，並有助於維持恆定的真空度。

Busch 真空泵浦的設計旨在盡可能提高能效。其可配備 ECOTORQUE，即 Busch 變速驅動 (VSD)。此選配亦可用於 COBRA 乾式螺旋式真空泵浦。透過依實際製程要求調整真空泵浦的轉速，ECOTORQUE 可節約最多 50% 的能源。因此，此功能成為所有欲降低能源成本、提升運作效率產業的理想之選。

維護

螺旋式真空泵浦維護需求普遍低於活塞式泵浦。活塞式泵浦含有氣缸襯套、軸承等更多易損機械部件。螺旋式真空泵浦的長期耐久性更佳，特別是在泵浦連續使用且必須將維護停機時間降至最低之應用中。真空泵浦內的螺桿轉子不會相互接觸，也不與氣缸外殼接觸。非接觸式壓縮泵送介質不會造成移動零件磨損。針對 COBRA 乾式螺旋式真空泵浦，僅需定期更換齒輪油，即可將維護成本降至最低。

運作成本

活塞式泵浦需持續供油，以確保妥善潤滑移動零件、維持活塞與氣缸壁之間嚴密的密封，並散逸運作期間產生的熱量。因此，許多客戶安裝專用真空油管路，省卻頻繁補油之需要。但由於消耗大量真空油，導致運作成本攀升。Busch COBRA 乾式螺旋式真空泵浦壓縮室無需真空油，節省此項成本。

噪音水平

活塞泵的往復運動會產生顯著噪音和振動級。對噪音控制與振動嚴格的環境可能造成困擾。

COBRA 乾式螺旋式真空泵浦的噪音水平大幅降低，約為 69 dB (A)，相當於家用真空吸塵器的噪音。相比之下，活塞式真空泵浦可達到 85 dB (A)，相當於置身繁忙道路附近，具體視其結構尺寸而定。

運行可靠性

活塞式泵浦主要用於透過活塞在氣缸內的往復運動實現液體或氣體的移送。這類泵浦雖未針對持續運作下維持高真空度進行優化，但其在產生粗真空至中真空領域（如用於真空成型或包裝）收效良好。

Busch 螺旋式真空泵浦以長久使用壽命著稱，在所有真空度下均能長期保證效率和運行可靠性。COBRA 乾式螺旋式真空泵浦專為鋼水脫氣等嚴苛環境設計。其具有超高蒸汽和顆粒耐受性，確保在高要求工業應用中保持穩定效能。