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分子泵使用中有哪些注意事项?

来源:未知 │ 发表时间:2021-09-23 | 浏览数:载入中...

分子泵是涡轮分子泵、牵引分子泵和复合分子泵的总称,是获得高真空和超高真空非常常用的设备。分子泵内部有一个高速旋转的转子,支撑转子平稳旋转的轴承承受着很大的负荷。正确使用和及时维护对分子泵轴承乃至整个分子泵的正常运行具有重要意义。


尽量避免频繁启停:

分子泵匀速工作时,转子叶片只受离心力的影响(真空下的阻力很小,可以忽略不计),即远离轴心方向的拉力;在加速和减速时,叶片也受到沿旋转切线方向的力,这相当于弯曲叶片的力。显然,弯曲叶片对其疲劳寿命的贡献更大。另外分子泵加速时功率大,内部发热严重。频繁启停(两次启动间隔30分钟)会造成热量积聚,使其内部温度过高,加剧轴承磨损。



根据工艺条件选择适当的冷却:
分子泵的冷却方式有三种:自然冷却、强制风冷和水冷。300 l/s 以下的分子泵,在没有气体负载的情况下,可以采用自然冷却;较大的分子泵或者有一定的气体负载时,需要选择强制风冷(风扇冷却);对于有些负载很大的应用(比如CVD),或者不方便使用风扇的环境(如辐射环境),需要采取水冷。
无论采取哪种冷却方式,分子泵工作的环境温度都要保持在 5~35 摄氏度之间,采取水冷时,要采用经过处理的软水,冷却水的温度和流量也要满足说明书的要求。


空挡滑行不可取:
分子泵工作时转速很高(数万转/分钟),加减速过程中,不可避免地要经过某些危险的共振频率,长时间在这些共振频率运转,会增加轴承负荷、进而增加分子泵故障的风险。在真空下自然停泵(空挡滑行)时,由于真空下空气阻力很小,分子泵转子要经过几十分钟甚至数小时的时间才能完全停止,其中在共振频率运转的时间也会比较长。
一般建议分子泵停机时,手动或者通过充气阀(Vent Valve),通过充气口充入空气/氮气,增加转子阻力使其快速停机;手动充气时,要注意控制充气速度,使停机时间和分子泵启动时间相当(根据泵的大小不同而不同,一般为 3~10 分钟)。
大多数型号的安捷伦分子泵还带有电磁刹车功能(Active Stop),可以在不破空的情况下快速停机。


注意监测前级真空:
分子泵是一种高真空泵,它必须配合合适的并且性能良好的前级泵才可以正常工作;除了在选型时尽量选择推荐的前级泵之外,分子泵使用时也要注意监测其排气口的压力,避免因前级泵性能下降而使分子泵排气压力过高,造成负荷过大,泵温过高等。

这些情况一定要加轴承吹扫:
分子泵所抽的气体如果含有较多的可凝性气体(如水汽,有机溶剂等),高浓度的氧气、腐蚀性气体,或者粉尘等,需要增配吹扫阀(Purge Valve),工作过程中利用吹扫气(一般为干燥氮气)持续对轴承进行吹扫,以达到隔离污染物,保护轴承的目的。


长期存放不用不是延长使用的秘诀:
有用户会认为,长时间停泵不用对分子泵的损耗会比较小。但是,分子泵长时间停泵后,在表面张力和重力的作用下,轴承内部的润滑脂可能会出现收缩成团、分布不均匀等现象,反而会影响分子泵的寿命。
为了减少轴承因长期存放而造成的分布不均匀,安捷伦的分子泵控制器内置了“软启动”功能。如经过运输或者停泵的时间超过 2 个月,可以使用软启动功能启动分子泵,转速以阶梯方式缓慢加速,使得轴承润滑脂在低速阶段有充分时间重新均匀分布。如果存放时间超过 10 个月,建议送回维修中心,让分子泵在检测平台上按照既定程序加速(Re-channeling),磨合轴承。


有下面这些异常一定要尽早检修:
分子泵是高速旋转的机械,轴承故障可能会造成泵叶片打碎直接报废;而当轴承工作状态不良时,会有一系列的现象,如分子泵无法启动,运行噪音增大,温度或功率异常增加等,在排除外界环境和进排气压力过高等外界因素后,应尽快停泵,送到维修中心进行检修。

分子泵的设计无需日常维护。但是由于工艺环境的不同,分子泵的工作寿命差异很大。但如果分子泵工作时间较长(有5年以上),或者噪音、温度、功率异常,及时维修可以延长其使用寿命。


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