冷凝泵的結(jié)構(gòu)原理和故障分析
發(fā)布時間：2015年09月10日 09:59 閱讀：9053
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澤德
隨著真空技術(shù)的發(fā)展，
冷凝泵在真空方面的應(yīng)用越來越廣泛，由于它在使用過程中比較潔凈，性能穩(wěn)定，在半導(dǎo)體、太陽能制造等方面具有明顯優(yōu)勢，因此在這些領(lǐng)域里大都采用冷凝泵作為真空發(fā)牛裝置。
冷凝泵又叫低溫泵或冷泵。作為一個獨立的結(jié)構(gòu)單元，采用外部冷卻循環(huán)水實現(xiàn)熱交換。冷泵驅(qū)動組件包括馬達(dá)、傳動機(jī)構(gòu)、冷頭、活塞環(huán)等零件。冷凝泵在壓縮機(jī)的作用下產(chǎn)生一級制冷區(qū)和二級制冷區(qū)兩個溫度制冷區(qū)。
冷泵在使用過程中隨著時間的增加，如冷頭發(fā)出”咔嚓、咔嚓”的異常聲音；冷泵溫度達(dá)不到正常的工作溫度；冷泵抽真空速度慢等各種常見的問題就相繼出現(xiàn)。
1.冷頭發(fā)出異常聲音。冷泵使用一段時間后這種情況會出現(xiàn)，主要原因是冷頭部分受到污染。正常情況下冷頭部位是清潔且無雜質(zhì)，運行過程中聲音節(jié)奏感強(qiáng)，人體感覺比較舒適。而出現(xiàn)“咔嚓”異常聲音的說明冷頭里面含有水氣、空氣等，在較低溫度下結(jié)冰產(chǎn)生摩擦所致。當(dāng)這種問題出現(xiàn)時，首先查看冷泵工作情況。如果冷泵是再生后運行了很長的時間，一般來說通過對冷泵進(jìn)行再生可眥消除這種故障，否則需要對冷頭進(jìn)行維護(hù)。
2.冷泵達(dá)不到正常溫度。泵正常工作時的溫度為10K，如果達(dá)不到這個數(shù)值，則說明冷泵、壓縮機(jī)存在問題，根據(jù)我們?nèi)粘＝?jīng)驗，可能出現(xiàn)問題的地方有：
(1)壓縮機(jī)的He壓力減少。壓縮機(jī)經(jīng)過長期運轉(zhuǎn)后，由于各接頭之間的松動，導(dǎo)致部分氯氣泄漏．同時由于在對冷泵、壓縮機(jī)進(jìn)行維護(hù)時拆卸管道導(dǎo)致的氯氣損失，均會產(chǎn)生壓力下降。我們可以查看壓縮機(jī)氦氣壓力表，如果壓力表的指針在上面兩個數(shù)值范圍內(nèi)波動則認(rèn)為正常，否則需要補(bǔ)充氦氣。為了避免氦氣的泄漏對壓縮機(jī)制冷能力的影響，應(yīng)避免對He管路進(jìn)行頻繁拆裝和He壓力的檢查。
(2)壓縮機(jī)冷卻水的溫度和流量。冷卻水的溫度較高，流量較小，則不能對壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量有效帶走?？梢酝ㄟ^壓縮機(jī)冷卻水流量計查看冷卻水的流量，前級監(jiān)控查看冷卻水的溫度，冷卻水的溫度般在15℃，高于此值時別需要動力提供支持。從我們工作情況來看壓縮機(jī)冷水管的墻塞是導(dǎo)致冷泵溫度達(dá)不到10K的主要原因之一。
(3)吸附桶狀態(tài)。從壓縮機(jī)出來的He均要經(jīng)過吸附桶進(jìn)行過濾。來阻止He中雜質(zhì)及污染物進(jìn)入冷泵驅(qū)動件中，使用時間長了He就會產(chǎn)生堵塞。輕微堵塞時，冷泵溫度可以壓到20K左右，重度堵塞時冷泵溫度只能壓到100K左右，嚴(yán)重者將導(dǎo)致壓縮機(jī)開不起來，一般來說它的使用壽命2-3年，因此要制定周期的維護(hù)計劃，消除因吸附桶而引起冷泵狀態(tài)差。
(4)密封元件的狀態(tài)。冷泵的制冷是靠He膨脹吸熱來實現(xiàn)，因此各個密封件的狀態(tài)就顯得尤為重要。密封元件長時間運行后效果變差，因此需要定期進(jìn)行維護(hù)和更換以便保證冷泵狀態(tài)。
3.冷泵抽真空速度慢。冷泵工作狀態(tài)主要參數(shù)有：工作溫度、極限真空、冷泵抽速等。根據(jù)日常經(jīng)驗產(chǎn)生此問題的原因可能為壓縮機(jī)、冷泵或者動力供給。動力供給是最容易確認(rèn)的，只要動力提供的冷卻循環(huán)水溫度、流量滿。足要求動力方面就沒有問題。關(guān)于壓縮機(jī)的維護(hù)，實際上我們能夠維護(hù)的也就是吸附桶更換和He的補(bǔ)充及提純，只要這兩樣做好了壓縮機(jī)的問題基本上是正常的。
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