יישום דוגמה של משאבת cryogenic בתנור ואקום גבוהה במיוחד

יישום דוגמה של משאבת cryogenic בתנור ואקום גבוהה במיוחד

לפני יותר מעשר שנים, התחלנו להחיל משאבת cryogenic ו משאבה יבש מערכת ללא שמן בטכנולוגיה אלקטרונית ואקום הקשורים ציוד בתהליך להשיג ואקום גבוה במיוחד עם אפקט משביע רצון. ניסיון זה מיישם את היתרונות הייחודיים של המשאבה הקריוגנית, שהיא מהירה, נקייה ואמינה, לתנור הריק. המשאבה cryogenic משולבת לתוך מערכת ואקום כדי להשיג סביבה נקייה ואקום גבוהה. מאמר זה מציג את היישום של משאבת cryogenic בתנור ואקום גבוהה במיוחד. רעיון העיצוב של מערכת ואקום המשאבה cryogenic, תצורה הראשי ועניינים הזקוקים תשומת לב של מערכת ואקום, הבחירה וחישוב של משאבת cryogenic מוצגים בהדגשה. יש ערך התייחסות למחקר ופיתוח של תנור ואקום דומה היישום של המשאבה cryogenic. על ידי שליטה קפדנית כל המחקר ופיתוח קישורים, ניקוי, degassing ואפייה על פי מפרט ואקום גבוהה במיוחד, הלחץ האולטימטיבי של תנור ואקום הגיע 2 10-7pa, להרחיב את הלחץ הגבול של תנור ואקום קונבנציונאלי על ידי כמעט סדר של גודל. בשנים האחרונות משאבות ואקום נטול שמן הוכנסו בשימוש נרחב בתחום של מוליכים למחצה בתעשייה. לכן, שמן ללא תשלום Ultra- ואקום רכישת מערכת המיוצגת על ידי משאבת cryogenic ומשאבה יבשה כבר מקודם נרחב בטכנולוגיה אלקטרונית מוליכים למחצה, מערכת ציפוי אופטי שדה התעופה.

על ידי הורדת הטמפרטורה של משטח השאיבה מתחת ל - 20 K דרך המדיום הטמפרטורה הנמוכה, ניתן לגזום את הגז עם נקודת רתיחה נמוכה יותר על משטח השאיבה, וניתן להפיק כמות גדולה של גז. השימוש בטמפרטורה נמוכה משאבת פני השטח יהיה משאבת גז מרוכז שנקרא משאבת cryogenic, או משאבת עיבוי. זהו מכשיר אשר מתעבה, adsorbs או מתעבות + adsorbs גז לאחר שימוש בטמפרטורה נמוכה הטמפרטורה כדי להפחית את טמפרטורת פני השטח, כדי להקטין את הלחץ של החלל שאוב ולקבל או לשמור על מצב ואקום.

כמו מערכת שאיבה מלאה, המשאבה cryogenic מורכב משני חלקים, הגוף העיקרי הוא משאבת ואקום הגוף, ואת החלק השני הוא מדחס. עכשיו נעשה שימוש נרחב במקרר המשאבה cryogenic, הליבה שלה הוא מקרר cryogenic. הזרימה הבסיסית היא כדלקמן: ראשית, הליום נדחס לטמפרטורה ולחץ גבוהים; זה מקורר מכן על ידי מחליף חום לטמפרטורת החדר הליום. טיהור הליום מטוהרים גבוהה ואז התרחב adiabatically ב גליל להיות הליום טמפרטורה נמוכה. ככל שהמחזור נמשך, הליום מתקרר ונעשה מדיום קירור - הליום קריוגני.
היתרונות של בחירת משאבת cryogenic כוללים:
(1) נקי, טהור ללא שמן, טווח שאיבה רחב, יכול במהירות להשיג את איכות ואקום אידיאלי גבוהה;
(2) לעומת משאבות ואקום אחרות של קוטר זהה, המשאבה cryogenic יש מהירות שאיבה גדולה יותר, במיוחד את היכולת לחלץ אדי מים;
(3) אין ברירה להיות שאיבה גז, חלקיקי טומאה ואינם משפיעים על פעולת המערכת;
(4) ניתן להתקין בכל זווית, ללא חלקים נעים, לא צריך את המשאבה הקדמית, תפעול ותחזוקה עלות נמוכה;
חשיפה לאווירה יש השפעה קטנה על המערכת, לאחר המים מדחס יכול להיות הגנה עצמית, כך יכול להבין ללא השגחה.

עיצוב מערכת ואקום

הבעיה הגדולה ביותר של בחירת מערכת משאבת cryogenic עבור תנור ואקום היא לפתור את עומס החום. עומס החום בתנור ואקום בעיקר מגיע משלושה היבטים:
) 1 (קרינה תרמית מצד התנור;
(2) זרימה צמיגה, מולקולות גז לשאת חום;
(3) הולכה חום וחום קרינה מן צינור הפה המשאבה.

Cryopump עבודה במצב זרימה מולקולארית, מקור חום II ניתן להתעלם. מקור חום () ניתן לבטל על ידי הוספת מים קירור המבנה. ההשפעה של עומס חום מן הגוף תנור על המשאבה cryogenic נחשב בעיצוב. מסך רב שכבתי רפלקטור מתכת נבחרה תנור ואקום. תנור חימום טמפרטורה ואקום הוא 1300 ℃ , העיצוב הכולל הגבוה ביותר 6 שכבת מסך רעיוני, מוליבדן ההלבשה מסך 3 שכבות, שאר השכבות שנבחרו מסך נירוסטה רפלקטור. תיאורטית התנור לקיר המיכל דרך טמפרטורת הקרינה על 200 ℃ , הטמפרטורה תהיה לאט לעלות עם הזמן. ברוב המקרים, משאבת טמפרטורה נמוכה יכולה לכלול מרפק 90 ° , על מנת למנוע תא ואקום דרך, הוא מופחת עוד יותר את העומס התרמי של המשאבה, אשר היא להפחית את הקרינה התרמית היא השיטה הפשוטה ביותר ויעילה. במצב זרימת המולקולרית, ההשפעה של המרפק על מדריך הסעה יכול להיות התעלם, אשר יעיל יותר מבול עבור מערכת ואקום גבוהה במיוחד. על מנת לצמצם עוד יותר את ההשפעה של הולכה חום וקרינה על המשאבה cryogenic, מבנה קירור מים תוכנן על צינור המרפק. מבנה מערכת ואקום מוצג באיור 1.

תאנה. 1 מבנה מערכת ואקום דיאגרמה

כדי להשיג את האולטימטיבי אולטרה ואקום, ובמקביל להשתמש בטכנולוגיה יתירות, עיצבנו את מערכת ואקום של יחידת משאבה מולקולרית ומשאבה cryogenic במקביל. יחידת המשאבה המולקולרית יכולה לשמש כמשאבה מראש של המערכת, כך שכאשר המשאבה הקריוגנית מתקררת, היא יכולה לפעול ישירות במצב הזרימה המולקולארית.

בנוסף, כאשר תא ואקום יש כמות גדולה של אוויר, זה יכול להיות מועבר בזמן המשאבה המולקולרית עבור שאיבת אוויר, אשר לא יכול רק להאריך את זמן הרוויה שאיבה של המשאבה cryogenic, אלא גם לשמור את זמן התחדשות. משאבה מולקולרית ומשאבה cryogenic מחוברים על ידי פנאומטי אולטרה גבוהה שסתום שער ואקום קאמרית. על מנת להבטיח כי המערכת נקייה ללא שמן ולתת לשחק מלא את היתרונות של שאיבת המשאבה cryogenic, משאבת טהור ללא שמן מגנטי משאבה מולקולרית נבחרה, המשאבה היניקה מערבולת נבחר המשאבה הקדמית, ואת יבש משאבה משמש גם עבור מיצוי אוויר במהלך התחדשות של המשאבה cryogenic. תרשים סכמטי של מערכת ואקום מוצג באיור 2.

תאנה. 2 תרשים סכמטי של מערכת ואקום

כאשר יחידת המשאבה המולקולארית והמדחס מופעלים בו-זמנית, לאחר כ -120 דקות, הראש המשני המשני של המשאבה הקריוגנית מוריד מטמפרטורת החדר אל מתחת ל -15 K (דלת משאבת קריוגנית יכולה להיפתח). בשלב זה, את מידת ואקום של מערכת תנור ואקום יכול להגיע 10-5pa, כך משאבת cryogenic יכול להתחיל מ ואקום גבוה ישירות.

טבלה 1 מסקנות התצורה העיקרית של מערכת ואקום

קבוצה זו של ציוד היא קבוצה טיפוסית של תנור ואקום בגודל בינוני, אשר מוחל על תהליך ריתוך דיפוזיה תחת מצב של ואקום גבוה במיוחד. קיבולת החום שטח השטח הן גדולות יותר מאשר תנור טיפול בחום של מפרט זהה, עם תואר גבוה יותר של אוטומציה. תצורה של משאבה cryogenic יכול לתת מלא לשחק את היתרונות המדהימים. הלחץ הבדיקה האולטימטיבית של תנור ואקום הוא 2 10-7 אבא (קר וריק), ואת שיעור עליית הלחץ הוא 0.002 אבא / שעה. המדד הוא טוב יותר מאשר תנור ואקום גבוהה משותפת. נכון לעכשיו, היישום של משאבת cryogenic המקומי תלויה בעיקר ביבוא, משאבות אחרות באותו קליבר, המחיר הוא גם יקר יחסית. עם זאת, זה עדיין יש יתרונות גדולים בתחומי איכות גבוהה תהליך נקי, טהור שמן ללא ואקום ואקום גבוה במיוחד, ואת המשאבה cryogenic אינו גרוע יותר מאשר משאבות אחרות במונחים של עלות השירות ואת חיי השירות. משאבת קריוגני מחקר ופיתוח מקומי הוא עדיין להיות בוגר, במיוחד הטכנולוגיה מדחס, מצפה לעלייה של תעשיית משאבת ואקום נקי נקי המקומי.