60-70L / H Akış Hızı Oksijen Tesisi Yedek Parçaları Kriyojenik Sıvı Oksijen Pompası

60-70L / H Akış Hızı Oksijen Tesisi Yedek Parçaları Kriyojenik Sıvı Oksijen Pompası

1. açıklama

Bir kriyo pompa veya bir "kriyojenik pompa", gazları ve buharları soğuk bir yüzeyde yoğunlaştırarak tutan , ancak sadece bazı gazlar üzerinde etkili olan bir vakum pompasıdır . Etkililik, gazın donma ve kaynama noktalarına kriyoponun sıcaklığına göre değişir. Bazen belirli kirletici maddeleri engellemek için kullanılır, örneğin geri akış yağını tutmak için bir difüzyon pompasının önünde veya suyu uzak tutmak için bir McLeod ölçerin önünde . Bu fonksiyonda, fiziksel mekanizma bir cryopump ile aynı olmasına rağmen, bir kriyotrap, su pompası veya soğuk tuzak olarak adlandırılır.

Kriyotraklama ayrıca moleküllerin donma olmadan ( süper soğutma ) soğuk bir yüzeyde kalma sürelerini arttıracakları biraz farklı bir etki de ifade edebilir . Yüzeye çarpan molekül ile geri tepme arasında bir gecikme var. Moleküller yavaşlarken kinetik enerji kaybedilecek. Örneğin, hidrojen 8 kelvin'de yoğunlaşmayacak , fakat kriyotrak olabilir. Bu, molekülleri uzun bir süre boyunca etkili bir şekilde hapseder ve böylece onları tıpkı kriyopoplama gibi vakum ortamından uzaklaştırır.

2. işlem

Kriyopoplar yaygın olarak sıkıştırılmış helyumla soğutulur, bununla birlikte kuru buz, sıvı azot da kullanabilirler veya bağımsız versiyonlar dahili bir kriyo - soğutucu içerebilir . Hava perdeleri, yoğuşma için uygun yüzey alanını genişletmek için soğuk başlığa sık sık tutturulur, ancak bunlar aynı zamanda kriyopump'ın radyal ısı alımını da arttırır. Zamanla, yüzey nihayetinde yoğuşma ile doyurulur ve böylece pompalama hızı yavaş yavaş sıfıra düşer. Sıkışmış olan gazları soğuk kaldığı sürece tutacaktır, ancak taze gazları sızıntılardan veya geri akışa gelene kadar yoğunlaşmayacaktır. Düşük vakumlarda doygunluk çok hızlı gerçekleşir, bu nedenle cryopumps genellikle sadece yüksek veya çok yüksek vakumlu sistemlerde kullanılır.

Kriyopump, 10 ⁻³ ila 10 r9 Torr aralığında tüm gazların hızlı ve temiz bir şekilde pompalanmasını sağlar . Dondurucu pompası, gazların yoğuşup tutulması ve çok düşük buhar basınçlarında tutulması, yüksek hız ve verimlerin elde edilmesi prensibi ile çalışmaktadır. Soğuk kafa, iki aşamalı bir soğuk kafa silindiri (vakum kabının bir parçası) ve bir tahrik ünitesi yer değiştirme tertibatından oluşur. Bunlar birlikte, birinci aşama soğuk istasyon için 60 ila 80 K ila tipik olarak ikinci aşama soğuk istasyon için 10 ila 20 K arasındaki sıcaklıklarda kapalı döngü soğutma üretir.

Bazı kriyopoplar, düşük sıcaklıklarda birçok aşamaya sahiptir; dış aşamalar en soğuk iç aşamaları korur. Dış aşamalar, su ve yağ gibi yüksek kaynama noktalı gazları yoğunlaştırır, böylece nitrojen gibi düşük kaynama noktalı gazlar için iç alanın yüzey alanını ve soğutma kapasitesini korur.

Kuru buz, sıvı azot, sonra sıkıştırılmış helyum kullanıldığında soğutma sıcaklıkları düştükçe, daha düşük moleküler ağırlıklı gazlar tutulabilir. Azot, helyum ve hidrojeni hapsetmek, aşağıda tarif edildiği gibi son derece düşük sıcaklıklar (-10K) ve geniş yüzey alanı gerektirir. Bu sıcaklıkta bile, hafif gazlar helyum ve hidrojen çok düşük tutma verimliliğine sahiptir ve ultra yüksek vakum sistemlerinde baskın olan moleküllerdir.

Kriyopoplar genellikle soğuk kafayı aktif kömür veya zeolit gibi yüksek oranda emici malzemelerle kaplayarak sorpsiyon pompaları ile birleştirilir . Sorbent doygun hale geldikçe, bir sorpsiyon pompasının etkinliği azalır, ancak zeolit ​​materyali (tercihen düşük basınç koşulları altında) dışa doğru ısıtmak suretiyle tekrar şarj edilebilir . Zeolit ​​malzemenin gözenekli yapısının kırılma sıcaklığı, rejenerasyon için ısıtılabileceği maksimum sıcaklığı sınırlayabilir.

Sorpsiyon pompaları, atmosferik aralıktan 0,1 Pa (10 ⁻³ Torr) 'a kadar olan basınçları azaltmak için sık sık kaba pompalar olarak kullanılan bir tipte bir kriyopaktır .

3. yenilenme

Bir kriyopopun yenilenmesi, sıkışan gazların buharlaştırılması işlemidir. Bir rejenerasyon döngüsü sırasında, kriyopump, oda sıcaklığına veya daha yükseğe ılıtılır, bu şekilde hapsolmuş gazların katı bir durumdan gazlı bir duruma geçmesine izin verilir ve böylece kriyopaktan bir basınç tahliye valfı vasıtasıyla atmosfere salınır.

Bir kriyopak kullanan çoğu üretim ekipmanı, kriyopump'ı vakum odasından izole etmek için bir araca sahiptir, böylece rejenerasyon, vakum sistemini su buharı gibi salınan gazlara maruz bırakmadan gerçekleşir. Su buharı, mono tabaka oluşumu ve hidrojen bağlanması nedeniyle atmosfere maruz kaldığında vakum odası duvarlarından çıkan en zor doğal elementtir. Kuru azot gazı gazına ısı ilave edilmesi, ısınmayı hızlandıracak ve rejenerasyon süresini azaltacaktır.

Rejenerasyon tamamlandığında, cryopump 50μTorr'a (50 mikrotorr) kaba işlenecek, izole edilecek ve tam rejenerasyon testi için yükselme oranı (ROR) izlenecektir. ROR 10μTorr / dak değerini aşarsa, cryopump ek temizleme süresi gerektirir.