Регенерация крионасосов

После того, как предельная сорбционная емкость крионасоса достигнута, необходима его регенерация для восстановления полной быстроты откачки и базового давления. Поскольку для сбора газов использовалось три типа адсорбции, во время регенерации происходят несколько различных процессов. Самый простой способ регенерировать насос заключается в том, чтобы просто закрыть высоковакуумный клапан и выключить охладитель. Поскольку насос первоначально будет находиться под высоким вакуумом, когда все поверхности холодные, массивы криопанелей и сконденсированные газы будут нагреваться медленно по мере того, как теплота пропускается через цилиндр охладителя в массив криопанелей второй ступени. Поскольку температура массива криопанелей второй ступени (и температура древесного угля этого массива) поднимается выше 25 К, водород и другие газы Типа III выпускаются в объем насоса, повышая давление. Когда давление насоса поднимается выше 10-3 Торр, теплопроводность газа возрастает, создавая большую тепловую нагрузку на массивы криопанелей. При 30 К значения равновесного давления паров газов Типа II, сконденсированных на второй ступени, начинают возрастать, а азот и аргон дополнительно повышают растущее давление в насосе. В течение нескольких минут по-прежнему холодный древесный уголь адсорбирует газы Типа II, которые затем перетекают на прогревшийся тепловой экран излучения и внешние поверхности вакуумного сосуда. Крионасос в середине процесса регенерации показан на рис. 9. При некоторых положениях насоса поток жидкого хладагента может направляться к вакуумному затвору или в другие части камеры. Внешний резервуар насоса становится очень холодным, конденсируя водяной пар из воздуха комнаты на наружной поверхности в виде капель жидкости или изморози.

крионасос

Рис. 9. Фотография внутренних деталей крионасоса с тающим льдом во время регенерации (фотография предоставлена CTl-Cryogenics)

Теперь возросшая скорость парообразования препятствует способности древесного угля адсорбировать какое-либо дополнительное количество газа, и давление возрастает до уровня выше I атм. Пружинный перепускной клапан давления открывается для выпуска холодных газов и поддержания внутреннего давления насоса несколько выше атмосферного. Если бы перепускной клапан давления отсутствовал, 1000 л конденсированного аргона могли повысить давление в объеме 10-литрового вакуумного резервуара до 100 атм., вызывая повреждение насоса, высоковакуумного клапана или самой вакуумной системы. По этой причине важно обеспечить свободный поток от перепускного клапана для газов, выпущенных во время регенерации.

Во многих процессах используются или генерируются пожароопасные, токсичные или другие опасные газа. Газы от крионасоса должны, как правило, выпускаться в сертифицированные трубы или системы обработки. Поскольку 1000 л газа могут превращаться в пар за несколько минут в течение регенерации насоса, выпускная система должна подбираться по размеру с учетом пиковых значений расхода (скорости потока). В тех случаях, когда газы в результате нескольких одновременных процессов могут соединиться в вентиляционной системе, следует обратить внимание на возможные неблагоприятные химические реакции и пожароопасность. Например, насосы, используемые в установках ионной имплантации, во время регенерации могут выпускать десятки литров водорода, а также токсичные побочные продукты типа бора, мышьяка или фосфора. Эти газы не следует выпускать в помещении, где находятся насосы.

В конечном итоге температура впускного массива криопанелей и теплового экрана излучения насоса поднимается выше 0 °С (273 К), и замерзшая на массивах криопанелей вода начинает таять. Вода течет в низкие участки и начинает испаряться. Древесный уголь на массиве второй ступени адсорбирует большое количество водного пара и даже капли жидкости, которые доходят до него, хотя теперь температура древесного угля может приближаться к комнатной. Внутренние поверхности охлажденного вакуумного резервуара также конденсируют водяной пар до образования капель или льда. Давление в насосе падает до 1 атм. по мере того, как конечные газы Типа II вытекают, а перепускной клапан давления автоматически закрывается. Если не производится продувка насоса каким-либо другим газом, все части насоса в конечном итоге возвращаются к комнатной температуре. Если в насосе имеется значительное количество воды, то при 100%-ной относительной влажности древесный уголь может адсорбировать водяной пар в количестве до половины собственной массы. Прежде чем насос можно будет перезапустить, необходимо полностью удалить остаточные газы и всю воду из насоса. Это можно сделать путем нагревания, продувки сухим азотом и форвакуумирования вакуумного резервуара.

Нет товаров, соответствующих выбору

Страница в разработке - прямо сейчас здесь нет актуальных товаров, соответствующих вашему выбору.
Но у нас есть эта техника. Поэтому свяжитесь с нами по телефону или Email за информацией.