安捷倫實(shí)驗(yàn)室儀器:分子泵是渦輪分子泵、牽引分子泵和復(fù)合分子泵的統(tǒng)稱,是一種非常常見的獲得高真空和超高真空的設(shè)備。分子泵內(nèi)部有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,支撐轉(zhuǎn)子平滑轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承承擔(dān)了很大的負(fù)荷,正確的使用和及時(shí)的保養(yǎng),對(duì)分子泵軸承乃至整個(gè)分子泵的正常工作意義重大。
盡量避免頻繁啟停
分子泵在勻速工作時(shí),轉(zhuǎn)子葉片僅受到離心力的作用(真空下阻力很小可以忽略不計(jì)),即遠(yuǎn)離軸心的方向的拉力;而在加速和減速的時(shí)候,葉片還受到轉(zhuǎn)動(dòng)切線方向的力,相當(dāng)于對(duì)葉片進(jìn)行彎折的力。顯而易見,對(duì)葉片進(jìn)行彎折對(duì)其疲勞壽命的貢獻(xiàn)更大。
另外,分子泵在加速時(shí)功率較大,內(nèi)部發(fā)熱比較嚴(yán)重,頻繁的啟停(兩次啟動(dòng)間隔<30 分鐘)會(huì)造成熱量累積,使分子泵內(nèi)部的溫度過高,加劇軸承磨損。
根據(jù)工藝條件選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s
分子泵的冷卻方式有三種:自然冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷和水冷。300 l/s 以下的分子泵,在沒有氣體負(fù)載的情況下,可以采用自然冷卻;較大的分子泵或者有一定的氣體負(fù)載時(shí),需要選擇強(qiáng)制風(fēng)冷(風(fēng)扇冷卻);對(duì)于有些負(fù)載很大的應(yīng)用(比如CVD),或者不方便使用風(fēng)扇的環(huán)境(如輻射環(huán)境),需要采取水冷。
無論采取哪種冷卻方式,分子泵工作的環(huán)境溫度都要保持在 5-35 攝氏度之間,采取水冷時(shí),要采用經(jīng)過處理的軟水,冷卻水的溫度和流量也要滿足說明書的要求。
空擋滑行不可取
分子泵工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高(數(shù)萬轉(zhuǎn)/分鐘),加減速過程中,不可避免的要經(jīng)過某些危險(xiǎn)的共振頻率,長(zhǎng)時(shí)間在這些共振頻率運(yùn)轉(zhuǎn),會(huì)增加軸承負(fù)荷、進(jìn)而增加分子泵故障的風(fēng)險(xiǎn)。在真空下自然停泵(空擋滑行)時(shí),由于真空下空氣阻力很小,分子泵轉(zhuǎn)子要經(jīng)過幾十分鐘甚至數(shù)小時(shí)的時(shí)間才能完全停止,其中在共振頻率運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間也會(huì)比較長(zhǎng)。
一般建議分子泵停機(jī)時(shí),手動(dòng)或者通過專用充氣閥(Vent Valve),通過充氣口充入空氣/氮?dú),增加轉(zhuǎn)子阻力使其快速停機(jī);手動(dòng)充氣時(shí),要注意控制充氣速度,使停機(jī)時(shí)間和分子泵啟動(dòng)時(shí)間相當(dāng)(根據(jù)泵的大小不同而不同,一般為 3-10 分鐘)。
大多數(shù)型號(hào)的安捷倫分子泵還帶有電磁剎車功能(Active Stop),可以在不破空的情況下快速停機(jī)。
注意監(jiān)測(cè)前級(jí)真空
分子泵是一種高真空泵,它必須配合合適的并且性能良好的前級(jí)泵才可以正常工作;除了在選型時(shí)盡量選擇推薦的前級(jí)泵之外,分子泵使用時(shí)也要注意監(jiān)測(cè)其排氣口的壓力,避免因前級(jí)泵性能下降而使分子泵排氣壓力過高,造成負(fù)荷過大,泵溫過高等。
這些情況一定要加軸承吹掃
分子泵所抽的氣體如果含有較多的可凝性氣體(如水汽,有機(jī)溶劑等),高濃度的氧氣、腐蝕性氣體,或者粉塵等,需要增配吹掃閥(Purge Valve),工作過程中利用吹掃氣(一般為干燥氮?dú)猓┏掷m(xù)對(duì)軸承進(jìn)行吹掃,以達(dá)到隔離污染物,保護(hù)軸承的目的。
長(zhǎng)期存放不用不是延年益壽的秘訣
有客戶會(huì)認(rèn)為,長(zhǎng)時(shí)間停泵不用對(duì)分子泵的損耗會(huì)比較小。但是,分子泵長(zhǎng)時(shí)間停泵后,在表面張力和重力的作用下,軸承內(nèi)部的潤(rùn)滑脂可能會(huì)出現(xiàn)收縮成團(tuán)、分布不均勻等現(xiàn)象,反而會(huì)影響分子泵的壽命。
為了減少軸承因長(zhǎng)期存放而造成的分布不均勻,安捷倫的分子泵控制器內(nèi)置了“軟啟動(dòng)”功能。如經(jīng)過運(yùn)輸或者停泵的時(shí)間超過 2 個(gè)月,可以使用軟啟動(dòng)功能啟動(dòng)分子泵,轉(zhuǎn)速以階梯方式緩慢加速,使得軸承潤(rùn)滑脂在低速階段有充分時(shí)間重新均勻分布。如果存放時(shí)間超過 10 個(gè)月,建議送回維修中心讓分子泵在專用的檢測(cè)平臺(tái)上按照既定程序加速(Re-channeling),磨合軸承。
有下面這些異常一定要盡早檢修
分子泵是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械,軸承故障可能會(huì)造成泵葉片打碎直接報(bào)廢;而當(dāng)軸承工作狀態(tài)不良時(shí),會(huì)有一系列的現(xiàn)象,如分子泵無法啟動(dòng),運(yùn)行噪音增大,溫度或功率異常增加等,在排除外界環(huán)境和進(jìn)排氣壓力過高等外界因素后,應(yīng)盡快停泵,送到維修中心進(jìn)行檢修。
安捷倫分子泵標(biāo)準(zhǔn)保養(yǎng)服務(wù)
安捷倫維修中心提供各型號(hào)安捷倫分子泵的標(biāo)準(zhǔn)保養(yǎng)服務(wù),主要項(xiàng)目包括:對(duì)整泵進(jìn)行拆解和清洗、更換密封和軸承套件、動(dòng)平衡調(diào)試和泄漏檢測(cè)等。
安捷倫的分子泵設(shè)計(jì)是免日常維護(hù)的。由于工藝環(huán)境差異,分子泵的工作壽命差別很大,但是如果分子泵已經(jīng)工作了很長(zhǎng)時(shí)間(5年以上),或者出現(xiàn)了噪音、溫度、功率異常,及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)可以大大延長(zhǎng)其使用壽命。