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技術文章
低溫泵快速再生系統研究
2017-03-31
低溫泵快速再生系統研究

低溫泵快速再生系統研究

 

  低溫泵在當今生產研究過程中應用廣泛,但其每工作一段時間后都需要進行“再生”,所需時間長,泵效率低。本文對一種低溫泵的吸附陣結構分析并設計了一種結合自動控制功能的快速再生加熱系統,該系統由單片機編程控制,自動化程度高,再生時間短,使用方便,為國內低溫泵快速再生環節的發展提供借鑒。

  低溫泵是一種利用低溫表面來冷凝、吸附和捕集氣體的真空獲得設備,它具有潔凈無油、抽速高等優點,在半導體、集成電路和空間技術研究方面應用廣泛。由于低溫泵采用冷頭吸附,工作一段時間后,冷頭被氣體凝結的固體所覆蓋,表面溫度升高,對氣體吸附作用減弱甚至停止,失去抽氣作用,因此實際使用時,每過一段時間就需要對泵進行加熱,以去除凝結在冷頭上的固態氣體,即所謂的“再生”。

  國內目前低溫泵再生仍使用常規方法,即對泵體進行加熱,使冷頭上吸附的冷凝物氣化排出,再將冷頭冷卻至約10 K,繼續工作。整個過程一般需8 ~12 h,耗時長,嚴重影響大規模鍍膜等生產線效率。反觀國外,相關生產廠家已經推出了自動化程度很高的低溫泵產品,其再生過程電加熱、全自動控制,耗時短、效率高,“冷到冷”耗時小于50 min,完全再生時間也只要約2. 5 h,且約50 次快速再生后才需要一次完全再生,其技術優勢顯而易見。在此情況下,自主研發自己的低溫泵快速再生系統顯得十分重要。

1、快速再生原理

  低溫泵工作原理為:一級冷凝板溫度為80 K,用來冷凝H2O 及預冷其他氣體,二級冷凝板溫度為15K,用來冷凝N2、O2、Ar 等氣體,在二級冷凝板一面涂以活性炭床,其在低溫下對He、Ne 和H2有很強的吸附能力。因此再生時二級冷凝板,又稱吸附陣,應得到加熱。但溫升應小,以便再生后可迅速降溫,重新投入工作。


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