高真空泵浦簡介課件

高真空泵浦簡介24thMarch.201011.高真空定義以及高真空泵浦分類2.TurboPump的介紹以及使用上的注意事項3.DP的介紹以及使用上的注意事項4.低溫泵浦介紹以及使用上的注意事項項目2高真空泵浦分類1.高真空定義壓力在1×10-3到1×15-6毫米汞柱范圍內(nèi)的真空

2.高真空分類1、分子泵2、擴散泵3、低溫泵3TMP的構(gòu)造及特長?回転體はタービン翼とネジ部からなる複合型。?取付け方向は全方位自由な、５軸制御形磁気軸受を採用。ROTOR為一體成型<1>轉(zhuǎn)子：<2>葉片間距與寬度比<3>葉片與轉(zhuǎn)動盤面之角度<4>壓縮級的數(shù)目5例：Ar平均速度：390m/s(15℃)ROTORの周速度250～

400m/s.STATOR翼ROTOR翼PUMP的排氣原理(1)依據(jù)ROTOR的旋轉(zhuǎn)運動,給予氣體分子朝特定方向(排氣口端)運動的能量PUMP的排氣原理(2)粘滯流及分子流λ：平均自由徑粘滯流：藉由氣體分子間反覆地相互碰撞推擠而移動?分子流：藉由氣體分子反覆地向管壁衝撞及反射而移動之?ターボ分子ポンプは?分子流れのこの特性を利用して排気します?7感應(yīng)型SENSOR(2)旋轉(zhuǎn)體的位置若有變動,線圈會感應(yīng)而隨之變動.此變動是指電能轉(zhuǎn)換成動能.9磁浮控制單元(3)電磁石変位SENSORROTOR(SHAFT)根據(jù)SENSOR檢測出旋轉(zhuǎn)體位置的訊號,透過磁石,對SHAFT的另一端做吸引的動作,使磁浮對象浮到中心位置.10五軸控制,全方位安裝11停電時的動作發(fā)生停電時,由rotor的回轉(zhuǎn)的動能持續(xù)發(fā)電,繼續(xù)磁浮控制.平常運轉(zhuǎn)時的電流停電時的電流PUMP13停電時動作的時間変化磁捊控制持續(xù)同時做減速動作,直到一定的回轉(zhuǎn)數(shù)時,發(fā)電能力即完全消失,而touchdown於bearing之上,之後再藉由T/DBearing的回轉(zhuǎn)抵抗緩緩的減速直到完全停止?停電時動作通常停止時動作14使用上的注意事項152.請在規(guī)定的容許壓力下使用.MFCprocessgasventinggas(inertgas)lessthan1500SCCMpurgegas(inertgas)20～30SCCMprocesschamberthrottlevalvemainvalveforevalvebypathvalveventinggas(inertgas)lessthan1500SCCMDrypumpTMP吸気口圧力:67Pa*–2003LM200Pa*–403LM

排気口圧力:270Pa*-2003LM400Pa*-403LM173.其他的使用注意事項如有以下的狀況發(fā)生時會導(dǎo)致pump故障,故請避免之.a)避免抽含有Ga(鎵)Gas的氣體?（如有此需求,請與SMZ連絡(luò)）b)避免抽固態(tài)異物c)避免堆積多量之反應(yīng)生成物d)避免給予強大的外部振動(許容最大値:0.1G/50Hz)e)避免於強大的磁場中運轉(zhuǎn)(許容最大値:半徑方向3mT軸方向15mT)f)避免放射線干擾(許容最大値:5000rads)g)避免Plasma侵入h)避免使用非規(guī)定範(fàn)圍的電壓,Purge流量,壓力,冷卻水量等.i)避免反覆地大氣突入18Troubleshooting(1)-Action請先確認(rèn)controller面板上的alarmNo.↓參照使用說明書確認(rèn){可能的原因}及{處理方法}↓依據(jù)處理方法將trouble原因去除19島津分子泵使用注意事項當(dāng)遇到意外斷電時，分子泵會發(fā)生報警（POWERFAILURE），此時分子泵會自發(fā)電以維持內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體保持懸浮狀態(tài)，同時減速運行（BRAKE），在減速到一定轉(zhuǎn)速時，自發(fā)電停止，旋轉(zhuǎn)體掉落（TOUGHDOWN），由保護軸承支撐繼續(xù)旋轉(zhuǎn)減速直至完全停止。在分子泵旋轉(zhuǎn)體掉到保護軸承上時，分子泵會發(fā)出比較大的聲音，這種情況是正常的。遇到意外斷電時，請設(shè)法盡快恢復(fù)供電，如能在5分鐘之內(nèi)恢復(fù)供電，則不會發(fā)生TOUGHDOWN，旋轉(zhuǎn)體會恢復(fù)懸浮狀態(tài)，重新啟動也可以進行。當(dāng)發(fā)生人為誤操作導(dǎo)致斷電時，請及時恢復(fù)供電，需要分子泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)時，請按RESET按鈕（按第一下，報警蜂鳴器消音，按第二下，報警復(fù)位，報警指示燈熄滅），之后給出啟動（START）指令。分子泵正常運轉(zhuǎn)時，請盡量避免在泵體及控制器附近進行會產(chǎn)生比較大的震動、噪音和磁場的作業(yè)，例如沖擊鉆作業(yè)等每日檢點分子泵及控制器的運行狀況，如聽分子泵聲音，查看控制器LCD的顯示信息或監(jiān)視軟件上的運轉(zhuǎn)參數(shù)，檢查真空度和冷卻水狀況。21Softwareoperationfunction22Troubleshooting-Alarmcheck23diffusionpump的介紹25DP的結(jié)構(gòu)及特性利用低壓、高速和定向流動的油蒸氣射流抽氣的真空泵。26這種泵的極限真空為10-4～10-5帕，工作壓力范圍為10-1～10-4帕,抽速范圍為幾十至十幾萬升／秒（1升＝10-3米3）。當(dāng)油擴散泵用前級泵預(yù)抽到低于1帕真空時,油鍋可開始加熱。沸騰時噴嘴噴出高速的蒸氣流，熱運動的氣體分子擴散到蒸氣流中，與定向運動的油蒸氣分子碰撞。氣體分子因此而獲得動量，產(chǎn)生和油蒸氣分子運動方向相同的定向流動。DP的原理2729擴散幫浦早期最擔(dān)心的是真空油的回流污染腔體，雖然使用低蒸氣壓的真空油，但是油氣在高溫運作時，難免還是會有油氣回流的現(xiàn)象（見圖4.24）。為了避免該現(xiàn)象,現(xiàn)代的擴散幫浦都附帶一些組件，圖4.25便是該組件的外貌，該組件一般稱之為baffer，該baffer置於擴散幫浦的上端，藉此將油氣擋下，除此之外加一個coldtrap也是一個非常重要的附件，每次使用擴散幫浦之前便將coldtrap加滿液態(tài)氮，如此一來當(dāng)油氣吸附到coldtrap的內(nèi)部時，便馬上冷卻下來，如此油分子根本無法到達(dá)腔體內(nèi)部。圖4.26便是一般常見的coldtrap的外貌以及與gatevalve的組合。DP注意事項3031cryopump的介紹32cryopump的結(jié)構(gòu)及特性利用低溫表面冷凝氣體的真空泵，又稱冷凝泵。低溫泵是獲得清潔真空的極限壓力最低、抽氣速率最大的真空泵

33

驅(qū)動He氣通過壓縮機的壓縮后,以高壓形態(tài)供給冷凍機,將蓄冷器和氣缸的室溫側(cè)連在一起,借助切換閥接在He氣壓縮機的高壓與低壓側(cè)。此外,再將蓄冷器和氣缸切換到低溫側(cè),氣缸內(nèi)有一個活塞連桿,借助曲柄連桿機構(gòu)上下移動。為使G-M循環(huán)冷凍機更小型化緊湊化,在活塞桿內(nèi)采用了蓄冷器構(gòu)造用活塞密封被隔氣缸內(nèi)的壓縮氣體,通過活塞的上下移動,使里面的被隔氣體膨脹,就可使其吸收外部的熱量。如果,從外部傳入的熱量較少或者根本沒有,處于斷熱狀態(tài),氣體本身就會降溫。這種吸收外部熱量下降自身溫度的過程,從能量守恒的角度來分析,正好與活塞對外做的功相等。這就是制冷的基本原理。cryopump的原理34cryopump的制冷過程

35

①活塞桿在低溫側(cè)狀態(tài)時,高壓側(cè)的閥門打開。那么,膨脹室(氣缸的低溫側(cè))的容積和壓力變化,是從A—B的移動(P—V曲線圖)。

②高壓側(cè)的閥門仍處于開啟狀態(tài),活塞桿向室溫側(cè)移動。由室溫側(cè)通過蓄冷器的He氣被變?yōu)榈蜏貧怏w,向膨脹室移動(B—C的移動)。

③低壓側(cè)的閥門打開,高壓側(cè)閥門關(guān)閉。膨脹室內(nèi)的He氣在移動過程中,一邊膨脹一邊通過蓄冷器。此時,就產(chǎn)生了冷凍(C—D的移動)。

④殘留的低壓He氣,在活塞桿的作用下返回到壓縮機的低壓側(cè)(D—A的移動)。

冷凝泵的整個工作過程為:膨脹、吸熱、制冷。壓縮機的整個工作過程為:壓縮、放熱、冷卻。cryopump的制冷過程

361.1再生時間

①根據(jù)運轉(zhuǎn)周期,定期進行再生。

②制冷能力降低時(溫度達(dá)不到20K以下;真空度差),進行再生。1.2再生種類

①通常再生:3～8h。

②急速再生:當(dāng)泵內(nèi)含有毒性、腐蝕性、可燃性氣體以及大量的O2、水時,泵停止后,進行短時間再生。1.3急速再生的實施

①關(guān)閉高閥,將加熱N2或室溫N2氣由PurgeGas口導(dǎo)入泵腔,被稀釋的毒性氣體就會通過排氣閥放出。這時,冷板的溫度若達(dá)不到77K以上,泵室的壓力就上不去,氣體也就無法釋放出來,而又會被凝縮在冷頭上。

用N2進行沖洗時,最好采用專用的放氣管道來排出N2氣。不得已要從安全閥釋放時,由于易產(chǎn)生真空泄露,所以,有必要對安全閥進行清洗。

②用加熱毯進行加熱。但要注意加熱時,溫度不能超過70℃。否則,會損壞冷凝泵。cryopump的再生

37①冷凍機運行是否平穩(wěn)。

②馬達(dá)旋轉(zhuǎn)是否為順時針方向。

③溫度、真空度是否正常。

④泵體外側(cè)是否有冷凝水存在,否則,需進行再生。

⑤H2蒸汽壓溫度計在室溫狀態(tài)(即暴露在大氣中)的值是否在4.7～5.7K間。否則,溫度計可能有問題。cryopump的點檢

384.1真空不良可能產(chǎn)生的原因。

①真空安全閥泄露。

②冷板安裝不正確、劣化、再生不良。

③前級泵抽氣時間過長,使油返回到真空室后又被吸附到冷板上。

④制冷溫度達(dá)不到20K以下:a1冷凍機制冷能力劣化;b1壓縮機壓縮能力降低(很少發(fā)生);c1He氣壓力過低;d1He氣充填壓力過高。

⑤若仍然不行,則可能是冷凍機的相位角有偏差。這時,需按照以下步驟重新進行調(diào)整(參照圖4):a1首先,使活塞連桿處于頂部死區(qū)ê的位置(偏心輪最高點);b1然后,把偏心輪逆時針方向旋轉(zhuǎn)30°(é的位置),使低壓閥閉合,高壓閥處于閉合/開啟臨界狀態(tài)。此時,臂式閥桿處于懸空狀態(tài),即,沒有接觸閥芯。用手伸進視鏡窗孔中轉(zhuǎn)動二個大軸承,應(yīng)感到很輕;c1若仍然感到很重,則可擰掉二側(cè)的堵頭,通過調(diào)整臂式閥桿的調(diào)整螺釘來加以修正。使低壓閥閉合,高壓閥處于閉合?開啟臨界狀態(tài)(靠近高壓管的一側(cè)為高壓閥。即,第二個臂桿)。cryopump的故障查找

39①馬達(dá)沒有運轉(zhuǎn)(溫度仍為室溫)。a1由壓縮機來的電源無電;b1機械性能不良(曲軸歪曲或折短、軸承損壞),尤其是老型號的泵;c1雜質(zhì)進入馬達(dá)內(nèi),卡住馬達(dá);d1水分進入膨脹室,使活塞桿膨脹卡住;e1外加加熱器急速再生溫度超過70℃,使活塞桿膨脹卡住(當(dāng)然,溫度恢復(fù)正常后,故障也會隨之消失)。

②馬達(dá)運轉(zhuǎn)異常。a1由壓縮機來的電源電壓不穩(wěn);b1水進入泵內(nèi)(幾分鐘就會出現(xiàn)聲音異常);處理:分解冷凝泵;c1空氣進入泵內(nèi)(溫度達(dá)到20K時才會出現(xiàn)聲音異常);處理:用He氣置換。注:置換前,應(yīng)先切斷電源,再斷開高壓管(對一臺壓縮機帶多臺冷凝泵而言)。在冷凝泵恢復(fù)常溫過程中,要注意壓力變化,若壓力超過250Pa,就要降壓,使它一直保持在250Pa,但不能太低。d1機械性能不良(冷凍機壽命已到)。