Nasıl çalışır: Kriyopompa teknolojisi 26 Ağustos 2020
5 MIN READ
Sıcaklık, su buharının davranışını etkiler
Duştan sonra banyo aynanızdaki buğulanmayı, dondurucu bir geceden sonra sizi karşılayan buzlu ön camı veya soğuk havada geçirdiğiniz zamanlarda gözlüklerinizin buğulanmasını hayal edin.
Aynı prensip kriyo pompa teknolojisi için de geçerlidir.
Her gaz, sıcaklığın bir fonksiyonu olan bir doygun buhar basıncına sahiptir - sıcaklık ne kadar yüksekse buhar basıncı da o kadar yüksektir. Soğuk yüzeylerde yoğuşma, çevredeki gazın buhar basıncını azaltır.
Sıcaklık yeterince düşükse buhar katı faza geçer ve yoğuşur. Buzlu ön cam örneğinde ön cam esas olarak havadaki nemden su buharını "pompalar".
Soğutucular
Gazları yüksek vakum (HV) basınçlarına pompalamak söz konusu olduğunda çok daha düşük sıcaklıklara ihtiyacımız var. Örneğin, 423 derece Fahrenheit'ın (20K) altındaki sıcaklıklarda, buharların çoğu ultra yüksek vakum (UHV) basınçlarına yoğunlaşacaktır.
Ürün serimizdekiler gibi ticari helyum ile beslenen kriyosoğutucular, sıcaklıkları bu çok düşük aralıkta kolayca koruyabilir. Soğuk kafalar veya kriyo-soğutucular olarak da adlandırılan kriyosoğutucular, gazların sıcaklığını iki aşamada soğutur.
İlk olarak, kriyosoğutucu gazı yüksek soğutma kapasitesi kullanarak sıvı nitrojenin (77K) sıcaklığının çok altında soğutur. Ardından, kriyosoğutucu gazı daha düşük bir soğutma kapasitesi kullanarak 20K'nın altına soğutur.
Radyasyon koruması
Bir kriyopompa oda sıcaklığında muhafaza edildiğinden, dış duvarlardan gelen termal radyasyonu azaltmak için adımlar atılmalıdır. Bunun için 80K kademesine bir radyasyon kalkanı bağlanır.
Muhafaza, iç pompalama alanına giren gazları önceden soğutan bir gaz giriş bölmesine sahiptir. Dış kısımlar, ısıyı yansıtmak için bir termos gibi yüksek derecede yansıtıcı bir malzemeyle kaplanmıştır.
Yoğuşmayla ilgili hususlar
Yoğuşma çok kalınlaşırsa, buzun ısı iletiminin azalması nedeniyle bir igloo gibi üst katman yeterince soğuk olmayabilir.
Bu durum meydana gelirse, kriyopompanın performansı düşer. Bu noktada entegre kontrollere sahip modern pompalama sistemleri kullanılarak gazdan arındırılmalı ve rejenere edilmelidir. Pompa tekrar çevrimiçi olduğunda, verimlilik ve UHV hızları geri dönecektir.
Kriyopompa avantajları
Kriyopompalar, benzer uygulamalar için kullanılan diğer pompalardan daha verimlidir. Gaz transfer pompalarının (turbomoleküler pompalar veya yağ difüzyon pompaları gibi) aksine, kriyopompalar içindeki tüm gazları yoğuşturur.
Montajcılar kriyo pompaları herhangi bir yönde monte edebilir. Örneğin, 90 derecelik dirsek olmadan vakum haznesinin üstüne veya yanına monte edildiğinde, sistem daha az iletkenlik kaybı yaşar.
Kriyopompalar da daha sessizdir. Yalnızca ilk çalıştırmalar ve rejenerasyon süreci kaba pompalama gerektirir.
Kriyopompalar ve Turbomoleküler Pompalar
Tüm HV pompaları dikkate alındığında, kriyopompalar tüm vakum haznelerinden mümkün olan en hızlı tahliye süresini sağlar. TMP'ye kıyasla kriyo pompalar şunları pompalayabilir:
- H2O dört kat daha yüksek
- H2 iki kat daha yüksek
- N2 yüzde 40 daha yüksek
Kriyopompalar ayrıca iyonlaştırıcı radyasyona ve manyetik alanlara TMP'lere göre daha az duyarlıdır.
Kriyopompa ve yağ difüzyon pompaları
Kriyopompalar, büyük vakum kaplarındaki yağ difüzyon pompalarından çok daha güçlüdür. Aşağıdakilere kadar dev pompalama hızlarında mevcuttur:
- N2 için 60.000 l/s
- H2O için 180.000 l/s
Hidrokarbonsuz olduklarından, kriyo pompalar hidrokarbon kontaminasyonu riski olmadan temiz bir vakum sağlar. Hareketli parça olmadığından yağlama gerektirmezler.
Yağ difüzyon pompalarının aksine, yağsız kriyopompalar hasar görme veya yağ yakma riskine sahip değildir. Daha düşük enerji ve su tüketimi gerektirirler ve toplam işletme maliyetlerini azaltırlar.
Kriyopompa uygulamaları
Kriyopompalar, özellikle büyük yüzeylerin ve su buharı kontaminasyonunun sorun olduğu durumlarda hızlı tahliye uygulamaları için uygundur. Kullanım alanları:
- Uzay simülasyon odaları
- Kaplama makineleri
- Yarı iletken üretiminde püskürtme sistemleri
- Ar-Ge
- Lehimleme ve lehimleme için kullanılan HV fırınları
Temel prosesler de yağ difüzyon pompalarına ve TMP'lere kıyasla kriyopompaların avantajlarından yararlanır. Bunlar arasında şunlar yer alır:
- İyi, hidrokarbonsuz UHV < 10-09 mbar gerektiren moleküler ışın epitaksisi (MBE).
- Yüksek H2O ve H2 pompalama hızlarına sahip hidrokarbonsuz UHV'ler gerektiren senkrotronlarda veya depolama halkalarında ışın hattı deneyleri gibi özel Ar-Ge uygulamaları.
Modern kriyopompa teknolojisi ile proseslerinizi geliştirin
Birçok vakum prosesinde kriyo pompaların birçok açık avantajı olsa da, kullanımı zor göründükleri için yükseltme konusunda hâlâ çekinceleriniz olabilir.
İyi haber şu ki, doğru teknik bilgiyle kriyo pompalar kolayca dağıtılabilir. Dağıtımdan sonra teknolojiye aşina olduğunuzdan emin olmak için çalışacak bir sağlayıcı ile ortaklık kurmak çok önemlidir.
Kriyopompalar zamandan, hayal kırıklığından ve paradan tasarruf etmenizi sağlayabilir. Yüksek hızlarda H2 O, H2s ve N 2'nin saf, hidrokarbonsuz pompalanmasından yararlanabileceğiniz her yerde TMP'lere ve yağ difüzyon pompalarına göre bir iyileştirmedir.
- Ürünlerimiz
- İlgili uygulamalar
- İlgili bloglar
- Teknik dokümanlar
İlgili bloglar
Teknik dokümanlar
