60-70L / H-Strömungsgeschwindigkeits-Sauerstoff-Betriebsersatzteil-kälteerzeugende flüssiger Sauerstoff-Pumpe

60-70L / H-Strömungsgeschwindigkeits-Sauerstoff-Betriebsersatzteil-kälteerzeugende flüssiger Sauerstoff-Pumpe

1. Beschreibung

Ein cryopump oder eine „kälteerzeugende Pumpe“ ist eine Vakuumpumpe, die Gase und Dämpfe einschließt, indem es sie auf einer Schliere kondensiert, aber ist auf etwas Gasen nur effektiv. Die Wirksamkeit hängt von den einfrierenden und Siedepunkten des Gases im Verhältnis zu der Temperatur der cryopumps ab. Sie werden manchmal benutzt, um bestimmte Schadstoffe, zum Beispiel vor einer Diffusionspumpe, um backstreaming Öl einzuschließen oder vor einem McLeod-Messgerät zu blockieren, um Wasser abzuhalten. In dieser Funktion werden sie ein cryotrap, ein waterpump oder eine kalte Falle genannt, obwohl der körperliche Mechanismus der selbe wie für ein cryopump ist.

Cryotrapping kann sich auf einen ein wenig anderen Effekt auch beziehen, in dem Moleküle ihre Verweilzeit auf einer Schliere erhöhen, ohne wirklich einzufrieren (Unterkühlung). Es gibt eine Verzögerung zwischen dem Molekül, das die Oberfläche beinflußt und von ihr zurückprallt. Kinetische Energie ist verloren worden, wie die Moleküle verlangsamen. Zum Beispiel kondensiert Wasserstoff nicht bei 8 Kelvin, aber er kann cryotrapped. Dieses schließt effektiv Moleküle über einen längeren Zeitraum ein und entfernt sie dadurch von der Vakuumumwelt gerade wie Cryopumping.

2. Operation

Cryopumps werden allgemein durch komprimiertes Helium abgekühlt, obwohl sie möglicherweise benutzen auch Trockeneis, flüssigen Stickstoff umfassen oder allein stehende Versionen möglicherweise ein eingebautes cryocooler. Leitbleche werden häufig zum kalten Kopf befestigt, um die Fläche zu erweitern, die für Kondensation verfügbar ist, aber diese erhöhen auch die Strahlungshitzeaufnahme des cryopump. Im Laufe der Zeit sättigt die Oberfläche schließlich mit Kondensat und folglich fällt die pumpende Geschwindigkeit allmählich auf null ab. Sie hält die aufgefangenen Gase, solange sie kalt bleibt, aber sie kondensiert nicht neue Gase von den Lecks oder vom Backstreaming, bis sie erneuert ist. Sättigung geschieht sehr schnell in den Grobvakua, also werden cryopumps normalerweise nur in den hohen oder Ultrahochvakuum-anlagen benutzt.

Das cryopump stellt schnell, sauberes Pumpen aller Gase in den 10⁻³ bis 10 Torr⁻⁹ sich erstrecken zur Verfügung. Das cryopump lässt an das Prinzip, dass Gase an extrem kondensiert werden und gehalten werden können - niedriger Dampfdruck laufen und erzielt hohe Geschwindigkeiten und Durchsätze. Der kalte Kopf besteht einem zweistufigen kalten Hauptzylinder (Teil des Vakuumschiffes) und aus einer Fahrwerk displacer Versammlung. Diese produzieren zusammen Kreisprozessabkühlung bei den Temperaturen, die von 60 bis zu 80K für die anfängliche kalte Station bis 10 bis zu 20K für die kalte Station in der zweiten Phase reichen, gewöhnlich.

Etwas cryopumps haben mehrfache Stadien bei den verschiedenen niedrigen Temperaturen, wenn die äußeren Stadien die kältesten inneren Stadien abschirmen. Die äußeren Stadien kondensieren Siedepunktgase des Hochs wie Wasser und Öl und so speichern die Fläche und die Kühlleistung der inneren Stadien für untere Siedepunktgase wie Stickstoff.

Während Kühltemperaturen sich verringern, wenn sie Trockeneis, flüssigen Stickstoff, dann verwenden, komprimiertes Helium, können untere Molekulargewichtgase eingeschlossen werden. Abfangenstickstoff, -helium und -wasserstoff erfordert extrem - niedrige Temperaturen (~10K) und große Fläche, wie unten beschrieben. Sogar bei dieser Temperatur, haben die Feuerzeuggase Helium und der Wasserstoff sehr niedrige Abfangen-Leistungsfähigkeit und sind die überwiegenden Moleküle in den Ultrahochvakuum-anlagen.

Cryopumps werden häufig mit Sorptionspumpen kombiniert, indem man den kalten Kopf mit in hohem Grade kondensierenden Materialien wie Aktivkohle oder einem Zeolith beschichtet. Während der Sorbent sättigt, verringert sich die Wirksamkeit einer Sorptionspumpe, aber kann durch die Heizung des Zeolithmaterials (vorzugsweise unter Bedingungen des Niederdruckes) zu den outgas neugeladen werden es. Die Zusammenbruchtemperatur der porösen Struktur des Zeolithmaterials begrenzt möglicherweise die maximale Temperatur, dass sie möglicherweise für zur Regeneration erhitzt wird.

Sorptionspumpen sind eine Art cryopump, das als Rohbearbeitungspumpen häufig benutzt ist, Druck von der Strecke atmosphärischen auf im Auftrag 0,1 PA (10 Torr⁻³) zu verringern, während Niederdrücke unter Verwendung einer Vollendenpumpe erzielt werden (sehen Sie Vakuum).

3. Regeneration

Regeneration eines cryopump ist der Prozess der Verdunstung der aufgefangenen Gase. Während eines Regenerationszyklus wird das cryopump zur Raumtemperatur oder höher gewärmt und erlaubt, dass aufgefangene Gase, von einem Festzustand zu einem Gaszustand zu ändern und dadurch vom cryopump durch ein Druckablassventil in die Atmosphäre freigegeben werden.

Die meiste Produktionsausrüstung, die ein cryopump verwendet, haben Durchschnitte, das cryopump von der Unterdruckkammer zu lokalisieren, also findet Regeneration statt, ohne die Vakuum-Anlage freigegebenen Gasen wie Wasserdampf auszusetzen. Wasserdampf ist das härteste natürliche von den Unterdruckkammerwänden zu entfernen Element, nach Belastung durch die Atmosphäre wegen der Bildung der monomolekularen Schicht und des Wasserstoffabbindens. Das Hinzufügen von Hitze dem trockenen Stickstoffspülgas beschleunigt das Aufwärmen und verringert die Regenerationszeit.

Wenn Regeneration komplett ist, wird das cryopump zu 50μTorr (microtorr 50) skizziert, lokalisiert, und der Rate-vonaufstieg (ROR) wird überwacht, um auf komplette Regeneration zu prüfen. Wenn das ROR 10μTorr/min übersteigt, erfordert das cryopump zusätzliches bereinigen Zeit.