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低溫泵在超高真空爐中的應用實例
來源: | 作者:pumpzd | 發布時間: 2019-09-09 | 1412 次瀏覽 | 分享到:

低溫泵的簡介:

    十多年前開始在
真空電子技術相關工藝設備中應用低溫泵、干泵無油系統來獲得超高真空,效果滿意。這次嘗試將低溫泵快速、潔凈和可靠的獨特優勢應用到真空爐中。將低溫泵并入真空系統中,達到清潔的超高真空環境。本文以實例介紹了低溫泵在超高真空爐中的應用; 重點介紹了低溫泵真空系統的設計思路,真空系統的主要配置和注意事項,低溫泵的選型計算,并用圖示方法詳細介紹了低溫泵系統的安裝、使用和維護等環節。對同類真空爐的研發和低溫泵的應用都有參考價值。通過嚴格把關各研發環節,按照超高真空規范進行清洗,除氣和烘烤,最后真空爐的極限壓力達到了2 × 10-7Pa,將常規的真空爐極限壓力延伸了近一個數量級。近年來無油真空泵在半導體行業為代表的領域被引進并廣泛應用。從而低溫泵+ 干泵為代表的無油超高真空獲得系統在半導體電子技術、光學鍍膜系統和航空航天領域得到了廣泛推廣。

  通過低溫介質將抽氣面溫度降低到20 K 以下,抽氣面就可以冷凝沸點溫度較低的氣體,從而抽出大量的氣體。這種利用低溫抽氣面將氣體冷凝的抽氣泵叫低溫泵,或冷凝泵。是利用低溫介質降低表面溫度后將氣體冷凝、吸附或是冷凝+ 吸附,將被抽空間的壓力降低,而獲得真空或維持真空狀態的裝置。

  作為完整的抽氣系統,低溫泵由兩部分組成,主體為真空泵體,第二部分為壓縮機?,F在得到廣泛應用的都是制冷機式低溫泵,其核心是低溫制冷機。工作基本流程為:氦氣首先被壓縮到高溫高壓狀態;再通過熱交換器被冷卻為常溫氦氣;經純化后的高純氦氣最后經汽缸完成絕熱膨脹,變成低溫氦氣。如此不斷循環,氦氣被不斷降溫,成為制冷介質—低溫氦氣。

  選擇低溫泵的優勢有:

 ?、贊崈?,純無油,抽氣范圍寬,可快速獲得理想的超高真空環境;

 ?、谂c口徑相同的其它真空泵相比,低溫泵有更大的抽速,尤其抽出水蒸汽的能力;

 ?、蹖Ρ怀闅怏w無選擇,雜質顆粒而不影響系統工作;

 ?、芸梢匀我饨嵌劝惭b,沒有運動部件,不需要前級泵,運行和維護成本低;

 ?、荼┞洞髿鈱ο到y影響小,壓縮機斷水后可以自保護,所以可以實現無人值守。

真空系統的設計

  真空爐選用低溫泵系統,最大的問題就是解決熱負載。真空爐中的熱負載主要來自于三方面:

 ?、賮碜誀t體側的熱輻射;

 ?、谡硿鳡顟B下,氣體分子攜帶走熱量;

 ?、蹃碜员每诠艿赖臒醾鲗Ш洼椛錈崃?。

  低溫泵工作在分子流狀態下,熱源②可忽略。熱源③可以通過增加水冷結構消除。設計時主要考慮來自爐體的熱負載對低溫泵的影響。真空爐內選擇多層金屬反射屏。真空爐最高加熱溫度為1300℃,共設計6 層反射屏,內3 層選鉬屏,其余各層選不銹鋼反射屏。理論上加熱器通過輻射到達容器壁的溫度約200℃,溫度隨著時間會慢慢升高。多數情形,低溫泵可裝個90°彎頭,以避免與真空室直通,這就進一步減少了傳給泵的熱負載,這也是減少熱輻射最簡單有效的方法。在分子流狀態下,彎頭對流導的影響可忽略,對超高真空系統而言比擋板更有效。為了進一步減少泵口管道熱傳導熱和輻射對低溫泵的影響,在彎頭管道上設計了水冷結構。

   以上就是低溫泵在超高真空爐中的應用實例,有什么疑問請聯系廣東中德科技制泵有限公司,歡迎您的來電咨詢:0769-83230019。

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