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技术文章
低温泵快速再生系统研究
2017-03-31
低温泵快速再生系统研究

低温泵快速再生系统研究

 

  低温泵在当今生产研究过程中应用广泛,但其每工作一段时间后都需要进行“再生”,所需时间长,泵效率低。本文对一种低温泵的吸附阵结构分析并设计了一种结合自动控制功能的快速再生加热系统,该系统由单片机编程控制,自动化程度高,再生时间短,使用方便,为国内低温泵快速再生环节的发展提供借鉴。

  低温泵是一种利用低温表面来冷凝、吸附和捕集气体的真空获得设备,它具有洁净无油、抽速高等优点,在半导体、集成电路和空间技术研究方面应用广泛。由于低温泵采用冷头吸附,工作一段时间后,冷头被气体凝结的固体所覆盖,表面温度升高,对气体吸附作用减弱甚至停止,失去抽气作用,因此实际使用时,每过一段时间就需要对泵进行加热,以去除凝结在冷头上的固态气体,即所谓的“再生”。

  国内目前低温泵再生仍使用常规方法,即对泵体进行加热,使冷头上吸附的冷凝物气化排出,再将冷头冷却至约10 K,继续工作。整个过程一般需8 ~12 h,耗时长,严重影响大规模镀膜等生产线效率。反观国外,相关生产厂家已经推出了自动化程度很高的低温泵产品,其再生过程电加热、全自动控制,耗时短、效率高,“冷到冷”耗时小于50 min,完全再生时间也只要约2. 5 h,且约50 次快速再生后才需要一次完全再生,其技术优势显而易见。在此情况下,自主研发自己的低温泵快速再生系统显得十分重要。

1、快速再生原理

  低温泵工作原理为:一级冷凝板温度为80 K,用来冷凝H2O 及预冷其他气体,二级冷凝板温度为15K,用来冷凝N2、O2、Ar 等气体,在二级冷凝板一面涂以活性炭床,其在低温下对He、Ne 和H2有很强的吸附能力。因此再生时二级冷凝板,又称吸附阵,应得到加热。但温升应小,以便再生后可迅速降温,重新投入工作。


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