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分子泵的注意使用注意事项

2019-08-31

从顾客的角度来说,他们总是希望以最合理的价格完毕最完美的处理计划。这就会存在这一种风险,也就是为了下降本钱,人们很或许会挑选一个不太志向的真空泵处理计划,这一决定将究竟导致客户削减设备的正常作业时刻,甚至会为此花费更多的修理本钱。从长远来看,挑选值得信赖的真空泵和相应的配件以及合理的监控和操作模式可认为您带来更多的效益。

下文中,您将会看到关于常用真空泵的作业、挑选以及保护等方面的重要信息的概述,并为您供给计划,避免这些问题的发作。

值得清楚阐明的是:这儿附加的图片仅仅作为示例参看,请不要由此对图片中所闪现品牌的可靠性进行揣度!

1、涡轮分子泵结构原理

涡轮分子泵是高或超高真空泵,首要由转子和定子两个部分组成。一个旋转的转子盘和一个接连的定子盘组成了一个泵级,泵级发作一个特定的紧缩比。经过接连翻开添加紧缩效果的多个泵级,可以获得高达 1013的紧缩比。例如,现代真空泵在后侧运用霍尔维克级(Holweck),削减了涡轮级的数量而不影响紧缩效果。与此同时,一些出产商或许将容许的前级管道压力添加至 30 hPa 以上,极大减小了前级泵的规范,并可初度运用隔膜泵。


无额定紧缩级的涡轮泵可用于易凝集、跋涉以及构成颗粒的进程,由于狭隘的缝隙可导致堆积、机械危害或堵塞。

2、涡轮分子泵前级真空压力

关于带有额定紧缩级的涡轮分子泵,其前真空压力可以上升至 30 hPa以上。关于带有纯涡轮级的分子泵,最大前真空压力为 2-3hPa,但是这取决于抽送气体的种类,如氮气为 2 hPa,氢气为 0.5 hPa。

由于泵的过热,跨越出产商指定的最大压力会导致轴承受损,状况严峻的甚至会导致彻底失效。气体冲突上升过高,且额定发作的紧缩热无法丢失。关于轴承和转子温度未受监测的泵,这特别重要,且在许多状况下,是不可避免的。经过运用究竟压力为2-5 hPa 的隔膜泵,操作员就可以带动设备的作业。除了隔膜泵,干式泵没有任何出口阀门。假定前级泵发作缺点,将早年级侧对处理室进行排气,而且,假定由此导致涡轮分子泵速度的下降并没有因前级压力的快速上升而引发自动排气进程。由于外壳中所谓的直升飞机效应,大型处理室的遽然排气会导致涡轮分子泵转子受损。

为保护涡轮分子泵不受危害,出产商还供给了一个安全阀,在前级泵或前级真空失效的状况下,安全阀就会当即关闭处理室的排气设备。

关闭时刻有必要相对较短。如可进行前级压力丈量,可运用压力上升或前级泵缺点信号来对安全阀进行控制和操作。

3、涡轮分子泵标明排气管道的规范

建议至少按照泵的标称规范设备排气管道和阀门,由于不良电导值会导致抽速显着下降。以下是稍加夸大的案例,以阐明在直径为 25 mm、长度为 100 mm 的进气管内电导值损失所构成的影响。涡轮分子泵有用抽速与标称抽速:60 l/s:10 l/s,5000 l/s:14 l/s

由此可以看出,80 倍大的涡轮分子泵仅能发作 40% 以上的抽速。


4、涡轮分子泵高真空和前真空联接

假定分子泵的高真空法兰联接至接受器,则有必要让前级管道更为活络。假定前级管道为固定联接,则泵壳受热后无法胀大,导致不当的资料应力。在该固定联接中,转子无法自在移动,且遗留下来的纤细不平衡跟着时刻的推移会构成轴承缺点,并会导致转子受损。

坚持涡轮分子泵平衡性可以确保低振动作业和最佳的轴承耐用性。在正常建议进程中,根据转子动力学,他们经过某种特定的共振频率。假定这些共振频率够影响真空室、结构或整个系统的固有频率,他们就可以促进频率振幅的显着提高;在这种频率下,泵初步剧烈振动并宣布十分大的声响。再三在这些共振频率区域作业会导致转子受损,且或许会导致设备或内置振动活络元件损坏。即便是带有磁轴承的涡轮分子泵也不破例。因此,最好供认系统的固有频率,并就相关数值向制作商进行咨询。经过加固、添加额定分量或转化规划计划等可以避免振动的发作。

5、安全联接高真空法兰/真空室

昆山分子泵.jpg


涡轮分子泵,特别是抽速在 1000 l/s 以上、带有磁轴承和钟形转子的较大涡轮分子泵,在额定转速下具有较高的扭矩,在转子磕碰时,速度会以毫秒为单位降级。假定真空室布局不当且涡轮分子泵直接设备在其上时,则会发作真空室变形的状况,状况最严峻时还会构成涡轮分子泵误解,甚至会与真空室法兰脱离。

近年来,首要遭到半导体工业的驱动,泵制作商现现已过磕碰试验和控制分析对泵壳和进口法兰上的力矩和受力进行了供认和查验。试验发现,联接到真空室的法兰原则上应该按 ISO-F 施行。经过长圆孔及运用 ISO-CF 与固定螺钉,避免带 ISO-F 法兰的泵发作翻滚。

泵出产商会供给所谓的设备套件,其间包含所需资料等级满意数量的夹子和固定螺钉以及适合的定心环。只需这样才华却能确保在磕碰时联接坚持无缺、密封。有必要严峻遵照操作手册上的出产商阐明。

6、碎片保护

究竟在涡轮分子泵的高真空法兰上刺进防护罩,以避免掉落碎片损坏转子。根据电导损耗,抽速下降达30%,详细视气体类型而定。如或许,涡轮分子泵应该在真空室内倒置放置,由于异物会因重力而掉落下来。确保泵可用于高空作业。

7、烘烤泵

当烘烤泵时,有必要遵照出产商规则的最大高真空法兰温度为 120°C 的要求。跨越容许的温度会导致泵过热,并会构成轴承或转子受损。烘烤时,需求用水对泵进行冷却。默许状况下,一些出产商为具有 ISO-CF-F 法兰的超高真空版别供给水冷却。烘烤进程至少需求 6 个小时。

8、涡轮分子泵排气

假定旋片泵用作前级泵,当时真空至高真空之间压力现已平衡时,没有经过排气的涡轮分子泵在接连翻滚后会遭到碳氢化合物的污染。假定高真空侧没有设备阀门,那么污染物将会分散到接收器或设备中。关于大型腔室来说,气体吸入十分活络,这或许会导致转子受损,如 1.1 节中所提及的。运用单调的气体,如氮气或无油空气,对泵进行排气,既可以避免污染,还可以恰当地对前级泵进行充气。

以必定的速度运用排气阀、运用涡轮分子泵控制器,可对泵进行安全的排气。由于涡轮分子泵的紧缩比还取决于速度,因此最优初始排气速度应该为额定速度的 50%,且应该以最近速度的 20% 初步。除了出厂设置以外,现代电子技术容许排气速度具有必定的活络性。在恰当的排气后,运用球轴承涡轮分子泵还可以保护接收器免受污染。

存在这样一些进程,在其间,与泵无关的排气要优先于控制系统。这将导致与泵速有关的重要联接受损。当对泵的控制器进行排气时,无需对泵速进行额定监控。在排气时,泵的内外表被单调的氮气掩盖,这将显着缩短排放时刻,由于不存在难以去除的气体或水集结在外表。排气气体不可早年级侧进入,由于凝集物、颗粒甚至是油或许会被带入到高真空侧。

在再三呈现停电现象的不稳定电网中,特别是在夏天因运用空调而呈现超负荷时,最好运用所谓的断电排气阀,它在停电时可自动对泵进行排气,并恰当地将其关闭。再三的排气,特别是在高真空侧,将会导致泵过热,构成机械压力,且由于许多气体冲突还会缩短轴承的运用寿数。

9、磁场与辐射

磁场会对作业中的涡轮分子泵的转子上发作涡电流,这会加热转子并使其活络过热。所需能量来自电子设备,并导致电机中电流的显着上升,这代表了转子的直接加热值。

mT(毫特斯拉)中规则的最大容许磁场值在泵生厂商操作阐明书中进行 了阐明。假定这些值过高,则有必要对泵进行屏蔽。假定已知磁场的分布状况,则有必要对其进行重新部署。

在粒子加速器邻近存在着不同强度和继续时刻的中子和伽马辐射。这种辐射损坏设备在泵上的电子驱动器和变频器,两者都具有十分活络的功率晶体管和二极管。在这种状况下,有必要运用联接电缆将电子驱动器设备在远离辐射的安全间隔上。这相同适用于丈量设备。 有必要避免有源传感器,由于传感器电子元件相同会遭到射线的损坏。

10、工艺适应性

确保涡轮分子泵适合于工艺进程,这很重要。泵制作商的详细建议和有关工艺进程与其特征的精确信息是操作员所必需的。目前这两方面都有待改进。关于腐蚀进程,特别是在半导体职业中,有必要运用密封气体操作泵,针对滚珠球轴承分子泵运用组成的 PFPE 油,以及运用抗腐蚀资料(如镍或陶瓷涂料)制作转子。

密封的气体,如干氮,可以在这些与迷宫密封相联接的滚珠轴承外部构成一层十分好的防腐蚀和防尘保护膜。在估量前级泵大小时,该额定的气体负载有必要考虑在内。供给的密封气阀可以调度最优密封气流。有必要遵照操作阐明书中规则的密封气体压力。

当泵内的氧气浓度高于大气中的氧气含量时,有必要要确保矿物油不被氧气氧化,然后失掉其光滑功用。这可经过运用氮气作为密封气体和/或 PFPE 油来避免。

关于有构成堆积物趋向的工艺,如在 CVD(化学气相堆积)中,涂层工艺将在转子和面向处理室的外壳部件上继续进行。这将会引发不平衡和哆嗦,致使转子破碎。在此类工艺中,甚至在规划处理室时就要将这些预防措施和附加的监控计划考虑在内,这一点很重要。

如有或许,应将涡轮分子泵倒置设备,受重力影响,这些尘土会天然掉落且不易在泵内堆积。建议设备一个挡板,避免尘土直接落到正在作业的泵上。

假定架空设备无法完毕,可以将其以 90 度角设备在T型架的周围面。前级端口应该朝下


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