Anvendelseseksempel på kryogen pumpe i ultrahøj vakuumovn

Anvendelseseksempel på kryogen pumpe i ultrahøj vakuumovn

  IKS PVD, PVD vakuum belægning maskine fremstilling, kontakt os nu, iks.pvd @ foxmail

For mere end ti år siden begyndte det at anvende et kryogent pumpe- og tørpumpe oliefrit system i vakuum elektronisk teknologi relateret procesudstyr til opnåelse af ultrahøjt vakuum med tilfredsstillende effekt. Dette forsøg vil være den kryogene pumpes hurtige, rene og pålidelige unikke fordele ved anvendelse af vakuumovn. Den kryogene pumpe indgår i vakuumsystemet for at opnå et rent ultrahøjt vakuummiljø. Dette papir introducerer anvendelsen af kryogen pumpe i ultra højvakuumovn med et eksempel. Dette papir introducerer primært design ideen om kryogen pumpesugesystem, den vigtigste konfiguration og forhold, der kræver opmærksomhed fra vakuumsystemet, beregning af valg af kryogen pumptype og introducerer installation, brug og vedligeholdelse af det kryogene pumpesystem i detaljer med grafisk metode. Det er af referenceværdi til forskning og udvikling af lignende vakuumovn og anvendelse af kryogen pumpe. Gennem streng kontrol af alle forsknings- og udviklingsforbindelser, rengøring, afgassning og bagning i overensstemmelse med ultrahøjsugningsspecifikationer, nåede vakuumovnenes ultimative tryk på 2 x 10-7pa, hvilket begrænsede grænsetrykket i den konventionelle vakuumovn med næsten en størrelsesorden. I de senere år er oliefri vakuumpumper blevet introduceret og udbredt i halvlederindustrien. Derfor er det oliefrie ultrahøjvakuumoptagelsessystem, der er repræsenteret ved kryogenpumpe og tørpumpe, blevet meget fremmet i halvlederteknologi, optisk belægningssystem og luftfartsfelter.

Ved at sænke udtræksoverfladetemperaturen til mindre end 20k gennem lavtemperaturmedium kan udvindingsoverfladen kondensere gassen med lavere kogepunktstemperatur for at ekstrahere en stor mængde gas. Anvendelsen af lavtemperatur pumpeoverflade vil være kondenserende gaspumpepumpe kaldet kryogenpumpe eller kondenspumpe. Det er en enhed, der kondenserer, adsorberer eller kondenserer + adsorberer gassen efter brug af lavtemperaturmedium for at reducere overfladetemperaturen for at reducere trykket i det pumpede rum og opnå vakuum eller opretholde vakuumtilstand.

Som et komplet pumpesystem består den kryogene pumpe af to dele, hovedkroppen er vakuumpumpehuset, og den anden del er kompressoren. Kølemaskinens kryogene pumpe anvendes i vid udstrækning nu, hvor kernen er den kryogene kølemaskine. Den grundlæggende proces er som følger: Heliumgas komprimeres for det første til høj temperatur og tryk; Derefter afkøles den til rumtemperaturhelium gennem en varmeveksler. Det oprensede heliumharpium er derefter adiabatisk ekspanderet af cylinderen for at blive lavtemperaturhelium. Og så går det rundt og rundt, og heliumet bliver afkølet, og det bliver kølemedium - kryogen helium.

Fordele ved at vælge kryogen pumpe er:

(1) ren, ren ingen olie, bred vifte af gasudvinding, kan hurtigt opnå det ideelle ultrahøjt vakuummiljø;

(2) og den samme diameter af andre vakuumpumper har kryogenpumpen en højere pumpes hastighed, især evnen til at ekstrahere vanddamp;

(3) der er intet valg at blive pumpet gas, urenheder og ikke påvirke systemarbejdet;

(4) kan installeres i alle vinkler, ingen bevægelige dele, behøver ikke forstadiet pumpe, løb og vedligeholdelsesomkostninger er lave;

(5) Eksponering for atmosfæren har en lille indflydelse på systemet, efter at kompressorvandet kan være selvbeskyttelse, så det kan opnås uden opsyn.

Design af vakuumsystem

Vakuumovn vælger kryogen pumpesystem, det største problem er at løse varmelasten. Varmelast i vakuumovn kommer hovedsagelig fra tre aspekter:

(1) fra siden af ovnens varmestråling;

(2) viskos strømnings tilstand, gasmolekyler bære væk varme;

(3) fra pumpens mund rør varmeledning og stråling varme.

Kryogen pumpe arbejde i molekylær strøm tilstand, kan varmekilde ii ignoreres. Varme kilde (3) kan elimineres ved at tilføje vandkøling struktur. Påvirkningen af varmelast fra ovnkrop på kryogenpumpen overvejes i designet. Multilayer metalreflektorskærm vælges i vakuumovnen. Vakuum ovn varme temperatur er 1300 ℃ , den højeste samlede design 6 lag af reflekterende skærm, molybdæn dressing skærm 3 lag, resten af lagene valgt rustfrit stål reflektor skærm. Teoretisk varmeren til beholdervæggen via strålingstemperaturen omkring 200 ° C vil temperaturen langsomt stige over tid. I de fleste tilfælde kan lavtemperaturpumpe indeholde en 90 ° albue for at undgå og vakuumkammeret igennem, det reduceres yderligere til pumpens termiske belastning, hvilket er at reducere termisk stråling er den mest enkle og effektive metode. I molekylærstrømstilstanden kan indflydelsen af armbuekonvektionsstyring ignoreres, og den er mere effektiv end baffel til ultrahøjt vakuumsystem. For yderligere at reducere indflydelsen af varmeledning og stråling på den kryogeniske pumpe blev en vandkølet struktur konstrueret på albuerøret. Vakuumsystemstrukturen er vist i figur 1.

For at opnå det ideelle ultrahøjt vakuum konstruerede vi et parallelt vakuumsystem af molekylpumpenhed og kryogenpumpe ved hjælp af redundanteknologi. Den molekylære pumpeenhed kan anvendes som præpumpning af systemet, således at når den kryogeniske pumpe køler ned, kan den arbejde direkte i molekylærstrømstilstanden .

Når mængden af luft, der frigives fra vakuumkammeret, er relativt stor, kan det desuden omgående skiftes til molekylpumpen til luftudvinding, hvilket ikke kun kan forlænge kryogenpumpens udstødningsmætningstid, men også spare regenereringstiden . Molekylpumpen og kryogenpumpen er forbundet med pneumatisk ultrahøj vakuumportventil og vakuumkammer. For at sikre, at systemet er rent og oliefrit og samtidig giver fuld afspilning til pumpens fordele ved kryogen pumpen, vælges den rene oliefrie magnetiske levitativ molekylpumpe, hvirvelpumpen vælges til forreste fase pumpe og tørpumpe anvendes også til luftudvinding ved kryogen pumpegenerering. Skematisk diagram af vakuumsystem er vist i fig. 2 hovedkonfiguration af vakuumsystem.

Når molekylpumpenheden og kompressoren startes på samme tidspunkt, efter ca. 120 minutter sænkes det sekundære koldhoved af den kryogene pumpe fra stuetemperatur til under 15k. (Kryogenpumpeventilens dør kan åbnes). På dette tidspunkt kan vakuumovnens vakuumgrad nå 10-5pa, så den kryogene pumpe kan starte fra højvakuum direkte.

Dette sæt udstyr er et typisk sæt af mellemstor vakuumovn, der påføres diffusionssvejseprocessen under ultrahøjvakuums tilstand, varmekapaciteten og overfladearealet er større end varmebehandlingsovnen i samme specifikation, højere grad af automatisering kan konfigurationen af kryogenpumpen spille sine væsentlige fordele. Det ultimative testtryk i vakuumovnen er 2 * 10-7 Pa (koldt og tomt), og trykstigningen er 0,002 Pa / h. Indekset er bedre end den sædvanlige højvakuumovn. På nuværende tidspunkt er indenlandske kryogenpumpeprogrammer for det meste afhængige af import, og det samme kaliber af andre pumper, prisen er dyrere. Det har dog stadig store fordele inden for højt ren procesmiljø, rent oliefrit vakuum og ultrahøjt vakuum, og den kryogene pumpe er ikke værre end andre pumper med hensyn til serviceomkostninger og levetid. Den indenlandske kryogeniske pumpe forskning og udvikling er stadig at være moden, især kompressorteknologi, ser frem til stigningen i indenlandske ren vakuumpumpeindustrien.