冷凝泵的内部构造、工作原理及其维护保养(3)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)华越微电子有限公司 作者:李小宁

3、冷凝泵的维护保养

3.1、冷凝泵的再生

3.1.1、再生时间

  ① 根据运转周期, 定期进行再生。

  ② 制冷能力降低时(温度达不到20K以下;真空度差),进行再生。

3.1.2、再生种类

  ① 通常再生: 3~8h。

  ② 急速再生: 当泵内含有毒性、腐蚀性、可燃性气体以及大量的O2、水时, 泵停止后, 进行短时间再生。

3.1.3、急速再生的实施

  ① 关闭高阀, 将加热N2或室温N2气由PurgeGas口导入泵腔, 被稀释的毒性气体就会通过排气阀放出。这时, 冷板的温度若达不到77K以上, 泵室的压力就上不去, 气体也就无法释放出来, 而又会被凝缩在冷头上。用N2进行冲洗时, 最好采用专用的放气管道来排出N2气。不得已要从安全阀释放时, 由于易产生真空泄露, 所以, 有必要对安全阀进行清洗。

  ② 用加热毯进行加热。但要注意加热时, 温度不能超过70℃。否则, 会损坏冷凝泵。

3.2、冷凝泵点检

  ① 冷冻机运行是否平稳。

  ② 马达旋转是否为顺时针方向。

  ③ 温度、真空度是否正常。

  ④ 泵体外侧是否有冷凝水存在, 否则, 需进行再生。

  ⑤ H2蒸汽压温度计在室温状态(即暴露在大气中) 的值是否在4.7~5.7K 间。否则, 温度计可能有问题。

3.3、压缩机点检

  ① He气压、水流量、水温、油位是否正常。

  ② 压缩机运转是否正常。

3.4、故障查找

3.4.1、真空不良可能产生的原因。

  ① 真空安全阀泄露。

  ② 冷板安装不正确、劣化、再生不良。

  ③ 前级泵抽气时间过长, 使油返回到真空室后又被吸附到冷板上。

  ④ 制冷温度达不到20K 以下: a1冷冻机制冷能力劣化; b1压缩机压缩能力降低(很少发生) ;c1He气压力过低; d1He气充填压力过高。

  ⑤ 若仍然不行, 则可能是冷冻机的相位角有偏差。这时,需按照以下步骤重新进行调整(参照图4): a1首先,使活塞连杆处于顶部死区Ê的位置(偏心轮最高点) ; b1然后, 把偏心轮逆时针方向旋转30°(É 的位置) , 使低压阀闭合, 高压阀处于闭合/开启临界状态。此时, 臂式阀杆处于悬空状态, 即, 没有接触阀芯。用手伸进视镜窗孔中转动二个大轴承, 应感到很轻; c1若仍然感到很重, 则可拧掉二侧的堵头, 通过调整臂式阀杆的调整螺钉来加以修正。使低压阀闭合, 高压阀处于闭合/开启临界状态(靠近高压管的一侧为高压阀。即, 第二个臂杆)。

3.4.2、低温泵动作不良可能产生的原因,

  ① 马达没有运转(温度仍为室温)。a1由压缩机来的电源无电; b1机械性能不良(曲轴歪曲或折短、轴承损坏) , 尤其是老型号的泵; c1杂质进入马达内, 卡住马达; d1水分进入膨胀室, 使活塞杆膨胀卡住; e1外加加热器急速再生温度超过70℃, 使活塞杆膨胀卡住(当然, 温度恢复正常后, 故障也会随之消失)。

  ② 马达运转异常。a1由压缩机来的电源电压不稳; b1水进入泵内(几分钟就会出现声音异常) ; 处理: 分解冷凝泵; c1空气进入泵内(温度达到20K时才会出现声音异常) ; 处理: 用He气置换。注: 置换前, 应先切断电源, 再断开高压管(对一台压缩机带多台冷凝泵而言)。在冷凝泵恢复常温过程中, 要注意压力变化, 若压力超过250Pa, 就要降压, 使它一直保持在250Pa, 但不能太低。d1机械性能不良(冷冻机寿命已到)。

  ③ He泄漏可能产生的原因: a1自密封接头密封不好(最常见) , 可用Snoop液体检漏; b1压缩机、连接软管、冷凝泵有泄漏。

检查方法:

  a1确认整个系统漏气量, 比如, 每小时、每天漏率。然后再将压缩机与冷凝泵分开, 先看压缩机泄漏是多少, 然后与整个系统漏率相比, 确认是哪部分漏; b1用水泡法或Snoop液体检查软管是否漏气;c1 若前二项检查没有问题, 则是冷凝泵泄漏。

3.5、冷凝泵交换

  ① 首先, 使泵恢复常温。

  ② 排出毒气, 在前级泵抽的过程中用N2气冲洗。

  ③ 在冷凝泵与大气连通后, 断开压缩机与冷凝泵连接的电、气接头。注: a1记住He高、低压管的相互位置。b1 在压缩机运转情况下换泵时, 要先断高压后断低压。否则, 高压不能迅速释放, 马达电源会自动切断, 并使真空安全阀打开。

  ④ 拆、换泵。注: 在有R1F电源的设备中使用的冷凝泵中,接口法兰中的密封圈一般不使用真空脂。否则, 易打火烧焦密封圈, 引起漏气。

  ⑤ 重新连接冷凝泵的电、气接头。注: a1先连低压侧接头, 再连高压侧接头。b1尽量不要拆掉压缩机一侧的软管接头。以避免高、低压管混用, 使沉积在低压管中的杂质通过高压接头跑到冷冻机中(因为, 低压管是整个大循环中的最后一环, 杂质容易沉积于此处)。c1不能把压缩机出来的高压ö进气接头错接在冷凝泵的低压/出气接头中。否则, 不制冷。甚至, 会损坏冷凝泵。

3.6、压缩机活性碳吸附器的交换

  应定时更换, 且换后要注意检查He气压, 并及时进行检漏。

3.7、充He气(纯度: 99.999; 压力: 18kg/cm2)

  充He气时, 手拿的He管应做自冲洗(一堵一放的反复5次)。并且, 在拧接头时, 不能一下子拧紧, 应先慢慢拧, 以彻底清除接头内的空气。注: 若压缩机He气有泄漏, 则应先对压缩机抽真空(用2.5L/s真空泵) 后, 再充He气。

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