60-70L / H Laju Aliran Suku Cadang Pabrik Oksigen Cryogenic Liquid Oxygen Pump

60-70L / H Laju Aliran Suku Cadang Pabrik Oksigen Cryogenic Liquid Oxygen Pump

1. deskripsi

Cryopump atau "pompa kriogenik" adalah pompa vakum yang memerangkap gas dan uap dengan mengembunnya di permukaan yang dingin, tetapi hanya efektif pada beberapa gas. Efektivitasnya tergantung pada titik beku dan titik didih gas relatif terhadap suhu cryopump. Mereka kadang-kadang digunakan untuk memblokir kontaminan tertentu, misalnya di depan pompa difusi untuk memerangkap minyak aliran balik, atau di depan pengukur McLeod untuk mencegah air. Dalam fungsi ini, mereka disebut cryotrap, waterpump atau cold trap, meskipun mekanisme fisiknya sama dengan cryopump.

Cryotrapping juga dapat merujuk pada efek yang agak berbeda, di mana molekul akan meningkatkan waktu tinggal mereka di permukaan yang dingin tanpa benar-benar beku ( pendinginan ). Ada penundaan antara molekul yang menimpa permukaan dan melambung dari itu. Energi kinetik akan hilang ketika molekul melambat. Sebagai contoh, hidrogen tidak akan berkondensasi pada 8 kelvin , tetapi dapat cryotrapped. Ini secara efektif menjebak molekul untuk jangka waktu yang lama dan dengan demikian menghilangkannya dari lingkungan vakum seperti cryopumping.

2. operasi

Cryopump biasanya didinginkan oleh helium terkompresi, meskipun mereka juga dapat menggunakan es kering, nitrogen cair , atau versi yang berdiri sendiri dapat mencakup cryocooler bawaan . Baffles sering melekat pada kepala dingin untuk memperluas area permukaan yang tersedia untuk kondensasi, tetapi ini juga meningkatkan penyerapan panas radiasi cryopump. Seiring waktu, permukaan akhirnya jenuh dengan kondensat dan dengan demikian kecepatan pemompaan secara bertahap turun ke nol. Ini akan menahan gas-gas yang terperangkap selama masih dingin, tetapi tidak akan mengembunkan gas-gas segar dari kebocoran atau aliran balik sampai ia diregenerasi. Kejenuhan terjadi sangat cepat pada vakuum rendah, sehingga cryopump biasanya hanya digunakan pada sistem vakum tinggi atau ultra.

Cryopump menyediakan pemompaan cepat dan bersih semua gas dalam kisaran Torr 10 ⁻³ hingga 10 ⁻⁹ . Cryopump beroperasi pada prinsip bahwa gas dapat terkondensasi dan ditahan pada tekanan uap yang sangat rendah, mencapai kecepatan tinggi dan throughput. Kepala dingin terdiri dari silinder kepala dingin dua tahap (bagian dari bejana vakum) dan unit pemindah unit penggerak. Ini bersama-sama menghasilkan pendinginan siklus tertutup pada suhu yang berkisar dari 60 hingga 80K untuk stasiun dingin tahap pertama hingga 10 hingga 20K untuk stasiun dingin tahap kedua, biasanya.

Beberapa cryopump memiliki beberapa tahap pada berbagai suhu rendah, dengan tahap luar melindungi tahap dalam yang paling dingin. Tahap luar mengembunkan gas titik didih tinggi seperti air dan minyak, sehingga menghemat luas permukaan dan kapasitas pendinginan tahap dalam untuk gas titik didih lebih rendah seperti nitrogen.

Ketika suhu pendingin menurun ketika menggunakan es kering, nitrogen cair, kemudian helium terkompresi, gas dengan berat molekul lebih rendah dapat terperangkap. Menjebak nitrogen, helium, dan hidrogen membutuhkan suhu yang sangat rendah (~ 10K) dan luas permukaan yang besar seperti yang dijelaskan di bawah ini. Bahkan pada suhu ini, gas helium dan hidrogen yang lebih ringan memiliki efisiensi perangkap yang sangat rendah dan merupakan molekul dominan dalam sistem vakum ultra-tinggi.

Cryopumps sering dikombinasikan dengan pompa penyerapan dengan melapisi kepala dingin dengan bahan yang sangat menyerap seperti arang aktif atau zeolit . Ketika sorben jenuh, keefektifan pompa sorpsi berkurang, tetapi dapat diisi ulang dengan memanaskan bahan zeolit ​​(lebih disukai pada kondisi tekanan rendah) untuk mengatasinya. Suhu kerusakan struktur berpori bahan zeolit ​​dapat membatasi suhu maksimum yang dapat dipanaskan untuk regenerasi.

Pompa sorpsi adalah jenis cryopump yang sering digunakan sebagai pompa seadanya untuk mengurangi tekanan dari kisaran atmosfer hingga pada urutan 0,1 Pa (10 ⁻³ Torr), sedangkan tekanan yang lebih rendah dicapai menggunakan pompa akhir (lihat vakum ).

3. regenerasi

Regenerasi cryopump adalah proses penguapan gas yang terperangkap. Selama siklus regenerasi, cryopump dihangatkan sampai suhu kamar atau lebih tinggi, memungkinkan gas-gas yang terperangkap berubah dari keadaan padat menjadi keadaan gas dan dengan demikian dilepaskan dari cryopump melalui katup pelepas tekanan ke atmosfer.

Sebagian besar peralatan produksi yang menggunakan cryopump memiliki cara untuk mengisolasi cryopump dari ruang vakum sehingga regenerasi terjadi tanpa memaparkan sistem vakum pada gas yang dilepaskan seperti uap air. Uap air adalah elemen alami yang paling sulit untuk dihilangkan dari dinding ruang hampa udara setelah terpapar ke atmosfer karena pembentukan monolayer dan ikatan hidrogen. Menambahkan panas ke gas pembersih nitrogen kering akan mempercepat pemanasan dan mengurangi waktu regenerasi.

Ketika regenerasi selesai cryopump akan dikasar hingga 50μTorr (50 microtorr), diisolasi, dan laju kenaikan (ROR) akan dipantau untuk menguji regenerasi lengkap. Jika ROR melebihi 10μTorr / menit cryopump akan membutuhkan waktu pembersihan tambahan.