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冷凝泵的結(jié)構(gòu)原理和故障分析

發(fā)布時(shí)間:2015年09月10日 09:59   閱讀:9033   返回   來源: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(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,采用外部冷卻循環(huán)水實(shí)現(xiàn)熱交換。冷泵驅(qū)動(dòng)組件包括馬達(dá)、傳動(dòng)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(gè)溫度制冷區(qū)。
  冷泵在使用過程中隨著時(shí)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(shí)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(yùn)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(shí),首先查看冷泵工作情況。如果冷泵是再生后運(yùn)行了很長的時(shí)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(shí)的溫度為10K,如果達(dá)不到這個(gè)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(yàn),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(yùn)轉(zhuǎn)后,由于各接頭之間的松動(dòng),導(dǎo)致部分氯氣泄漏.同時(shí)由于在對冷泵、壓縮機(jī)進(jìn)行維護(hù)時(shí)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(gè)數(shù)值范圍內(nèi)波動(dòng)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(jì)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(shí)別需要?jiǎng)恿μ峁┲С?。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(dòng)件中,使用時(shí)間長了He就會產(chǎn)生堵塞。輕微堵塞時(shí),冷泵溫度可以壓到20K左右,重度堵塞時(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn),因此各個(gè)密封件的狀態(tài)就顯得尤為重要。密封元件長時(shí)間運(yùn)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(yàn)產(chǎn)生此問題的原因可能為壓縮機(jī)、冷泵或者動(dòng)力供給。動(dòng)力供給是最容易確認(rèn)的,只要?jiǎng)恿μ峁┑睦鋮s循環(huán)水溫度、流量滿。足要求動(dòng)力方面就沒有問題。關(guān)于壓縮機(jī)的維護(hù),實(shí)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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