Isolamento e bloqueio de fontes de calor

Bomba de circulação de baixa temperatura de mesaA capacidade de congelamento varia de acordo com o modelo. A potência necessária para a cabeça fria de nível 1 para 80K é de algumas dezenas de watts e a potência necessária para a cabeça fria de nível 2 para 20K é de alguns watts. No entanto, existem fontes de calor como vaporização ou aquecedores dentro do dispositivo de vácuo.

A Figura 2 representa o calor radiante emitido por uma superfície de 254 mm (10 polegadas) de diâmetro. Com o aumento da temperatura e da taxa de radiação, o calor emitido também aumenta. Como o calor gerado no dispositivo de vácuo ultrapassa muito a capacidade de congelamento da bomba de baixa temperatura, se esse calor entrar na bomba de baixa temperatura, a bomba de baixa temperatura não pode ser resfriada normalmente e o desempenho do escape diminui. Portanto, quando houver uma fonte de calor na câmara de vácuo, a fonte de calor deve ser isolada e bloqueada.

Figura 2: Relação entre a radiação e a temperatura emitida pela superfície de Φ254mm

Figura 3 é um exemplo de instalação em presença de uma fonte de calor. O calor radiante entra diretamente na bomba de baixa temperatura e, portanto, não pode ser usado. (2), (3) pode ser adotado, mas se a temperatura da fonte de calor é relativamente alta, a quantidade de radiação que entra na bomba de baixa temperatura após a reflexão também deve ser considerada.

2: Instalação com fonte de calor

<Para referência, a carga térmica suportada pela bomba de baixa temperatura devido ao calor radiante pode ser calculada pela seguinte fórmula.>

Q=eAV ・σ・A・ (Tw4-T14) (W)

εAV: taxa média de radiação, σ: constante de Boltzmann = 5,67X10-12 (W/cm2/K4), A: área aquecida (cm2)

Tw: temperatura da parede à temperatura ambiente (normalmente 300K), T1: temperatura da barreira de proteção (normalmente 80K)

Atenção à água de resfriamento (quantidade e qualidade da água)

Compressores para uso com bombas de baixa temperatura são refrigerados a ar e refrigerados a água. Quase toda a energia que entra no compressor se transforma em calor.

No caso de refrigeração a ar, esse calor é resfriado através de ventiladores de refrigeração a ar e trocadores de calor. Como a refrigeração a ar não usa água de resfriamento, não há custos operacionais adicionais nem a instalação de tubos. Mas como todo o calor gerado é emitido para a atmosfera, é necessário usar ar condicionado.

Isso produz ruído e poeira. Por isso, nos últimos anos, a refrigeração à água foi adotada em geral.

Se a temperatura da água de resfriamento do compressor refrigerado por água for muito baixa, a viscosidade do lubrificante no compressor aumentará, o que fará com que o compressor receba instruções de operação e não possa ser iniciado ou sobrecarregado.

Em vez disso, se a temperatura da água de resfriamento for muito alta ou o fluxo for baixo, a temperatura do compressor aumentará ou não será resfriada normalmente, o que levará ao movimento de interruptor de controle térmico, ou seja, o compressor parará de funcionar.

Para a temperatura e o fluxo da água de resfriamento, consulte as instruções de uso para garantir o uso dentro dos limites prescritos. Se a temperatura da água estiver abaixo de 10 ° C, você também precisa parar o fornecimento de água de resfriamento ao parar o funcionamento do compressor.

Se o fornecimento de água de resfriamento não for interrompido, poderá resultar em dificuldades na inicialização do compressor. No momento da parada, se houver a possibilidade de que a água de resfriamento dentro do compressor congele, pode levar à ruptura da tubulação muito perigosa, portanto, é necessário drenar a pressão do ar para eliminar a água de resfriamento dentro do compressor.

A água de resfriamento deve ser usada com água limpa que não produz efeitos corrosivos na tubulação e não contém adesivos como cálculo.

A má qualidade da água fará com que o fluxo da tubulação se estreite, o fluxo diminua e a má condução térmica resulte em incapacidade de resfriamento normal.

Além disso, se o uso de água de resfriamento com efeito corrosivo sobre os tubos de distribuição, os perfuros finos aparecerão no trocador de calor, o que levará a grandes acidentes.

Para prolongar a vida útil do trocador de calor e manter o desempenho, a nossa empresa se refere aos padrões de qualidade da água da Associação de Indústria de Ar Congelado do Japão. Devido à presença de sedimentos aderentes na água de resfriamento, isso pode levar à pior qualidade da água. Portanto, é necessário verificar regularmente a qualidade da água e limpar os tubos.

Tabela 1: Normas de Qualidade da Água para Refrigeração (com referência às Normas de Qualidade da Água da Indústria de Ar Congelado do Japão)

Projeto		普通用 Valor padrão	Bomba de baixa temperatura Valor recomendado	tendência
				corrosão	Geração de Escala
Projeto padrão	pH (25℃)	6.5～8.0	6.5～8.0	○	○
	Condutividade (25 ℃) (μ S / cm)	Menos de 800	abaixo de 200	○	○
	Íons cloreto Cl-(mg de Cl-(L)	abaixo de 200	Abaixo de 50	○
	Íons de ácido sulfúricoSO2--(mg de Cl-(L)	abaixo de 200	Abaixo de 50	○

Ciclo de operação e funcionamento da bomba de baixa temperatura

A operação da bomba de baixa temperatura consiste nos seguintes três processos.

(1) Início da operação Vacuo grosseiro de bomba de baixa temperatura e refrigeração de refrigeração

(2) geralmente funcionamento bomba de baixa temperatura para a evacuação do dispositivo de vácuo

(3) Parar de funcionamento e regeneração A bomba de baixa temperatura para de funcionamento e regeneração

1）. Inicio de operação (vácuo grosseiro, refrigeração)

As etapas de início da operação da bomba de baixa temperatura são as seguintes.

1) Conectar a fonte de energia principal.

(2) Quando o compressor é refrigerado a água, forneça água de resfriamento.

(3) Pumpagem grosseira até a pressão interna da bomba de baixa temperatura atingir 40Pa. (Se a bomba estiver abaixo de 13 a 20 Pa, o vapor de óleo dentro da bomba de retorno de óleo refluxa para a bomba de baixa temperatura, levando a bomba de baixa temperatura a ser contaminada pelo vapor de óleo). Normalmente, o teste de aumento de pressão é realizado após a extração grosseira.

O valor limite recomendado para a velocidade de aumento da pressão é ΔP/Δt≤1.3Pa/min

(4) Iniciar a bomba de baixa temperatura.

(5) Até que a bomba de baixa temperatura chegue ao estado de trabalho. Quando as seguintes condições são cumpridas, a bomba de baixa temperatura atingiu o estado de funcionamento:

Temperatura da placa de condensação de 15K abaixo de 20K

A temperatura do cilindro de proteção de 80K cai abaixo de 130K (a tensão inicial do termopar CA é de -5,5mV), e o tempo necessário até essa temperatura cair (tempo de resfriamento de resfriamento) varia dependendo do modelo de bomba de baixa temperatura, como mostrado na tabela 4-2.

A bomba de baixa temperatura começará a funcionar normalmente.

Nos seguintes casos, o tempo de resfriamento real pode ser mais longo. (1) poluição dentro da bomba de baixa temperatura, (2) carga térmica grande, (3) devido à operação de regeneração e outras bombas de baixa temperatura totalmente seca, (4) após a conclusão da pompagem grosseira, a pressão parcial do gás He, H2.Ne no gás residual é superior a 0,1 Pa.

Exemplo de ciclo operacional de bomba de baixa temperatura

2）. Geralmente funciona

Até que a bomba de baixa temperatura entre em funcionamento, siga os passos a seguir para bombear a câmara de vácuo.

(1) A pressão dentro da câmara de vácuo atinge a pressão de cruzamento máxima permitida abaixo da câmara de vácuo. (Normalmente, o uso é reduzido a 40Pa). Para evitar que o vapor de óleo da bomba grosseira refloque para o interior da câmara de vácuo, não deve ser bombado abaixo de 13Pa.

(2) Abra a válvula principal para a câmara de vácuo.

(3) A pressão interna do vácuo atinge a pressão necessária para o revestimento, pulverização e outras operações.

3）. Parar a execução

(1) Fecha a válvula principal.

(2) Desligue a bomba de baixa temperatura.

(3) Quando o compressor refrigerado a água, o fornecimento de água de resfriamento deve ser interrompido conforme necessário.

(4) Depois de a temperatura da placa de condensação de 15K e do cilindro de blindagem de 80K cair para a temperatura ambiente, bombeamento grosseiro até a pressão dentro da bomba de baixa temperatura atingir 10 ~ 100Pa.

Se o gás gasificado gerado durante o processo de aquecimento faz com que a pressão dentro da bomba de baixa temperatura exceda a pressão atmosférica, a válvula de ventilação deve ser configurada para a descarga para evitar que a pressão dentro da bomba exceda a pressão atmosférica.

4）. Recuperação de bombas de baixa temperatura

Como a bomba de baixa temperatura é uma bomba de vácuo de armazenamento, quando a quantidade de gás armazenada na bomba é atingida, a emissão externa é necessária para que a bomba de baixa temperatura restabeleça a função de absorção de escape. Esta operação é chamada de regeneração. A quantidade máxima de gás emitida pela bomba de baixa temperatura é chamada capacidade de escape. Quando alguma das seguintes circunstâncias ocorrer, a regeneração é necessária.

(1) Temperatura da placa de condensação de 15K acima de 20K

(2) Temperatura do cilindro de blindagem 80 acima de 130K (-5.5mV)

(3) A pressão da válvula principal não cai abaixo de 1,3 x 10-4Pa após 5 minutos de fechamento

(4) O desempenho do escape não satisfaz os requisitos do dispositivo

Durante o uso normal, além do caso em que o volume de escape atinge a capacidade de escape, a regeneração é geralmente realizada regularmente durante a manutenção do dispositivo ou feriados.

Quando a regeneração é realizada sem operação humana, como em feriados, a regeneração automática é possível.

Métodos de regeneração para vários usos (regeneração e eficiência da regeneração)

A regeneração é realizada em três etapas.

1) processo de aquecimento

(2) Processo de extração

(3) Processo de refrigeração

Para reduzir o tempo de regeneração, o tempo de aquecimento e o tempo de vácuo grosseiro devem ser reduzidos. Para ser capaz de se regenerar, é necessário aquecer a temperatura ambiente e remover a água do adsorbente através de uma bombagem bruta eficaz. O gelo pode derreter acima de 0 ° C, para remover a umidade, é necessário elevar a temperatura para acima de 0 ° C.

1) Eficiência do processo de aquecimento

Existem os seguintes métodos para parar a operação da bomba de baixa temperatura e elevar a temperatura para a temperatura ambiente.

(1) Aquecimento natural: basta trocar a bomba de baixa temperatura para o estado OFF

(2) reciclagem de fita de aquecimento: envolver a fita de aquecimento na parede externa da bomba para aquecimento

(3) Injecção de N2: injetar nitrogênio na bomba de baixa temperatura para que o aquecimento interno da bomba acelere o aquecimento

(4) Injecção de N2 + cintura de aquecimento: (2), (3) combinado

(5) Injecção de calor N2: injeção de nitrogênio aquecido a 70 ° C na bomba de baixa temperatura

(6) Injecção de N2 + quente cintura de aquecimento: combinado com (2) e (5), o menor tempo de aquecimento

O tempo até o aumento da temperatura até a temperatura ambiente, além dos métodos acima, varia muito devido à quantidade, tipo e modelo de gás armazenado na bomba, por isso é difícil prever o tempo de aquecimento com antecedência.

Normalmente, a injeção de N2 leva de 60 a 90 minutos. O tempo de aquecimento necessário para vários métodos de regeneração é mostrado na tabela abaixo.

Os valores nesta tabela são obtidos comparando o tempo de aquecimento necessário para a injeção de N2 com 1. Apenas valores de referência.

Tabela 3: Método de aquecimento e tempo de aquecimento (valores de referência)

Método de aquecimento	Proporção do tempo de aquecimento
1) Aquecimento natural	3～6
2. Recuperação de aquecimento tropical	～1.2
Injecção N2	1
Injecção N2 + Aquecimento tropical	～0.85
Injecção quente N2	～0.80
Injecção quente N2 + Aquecimento tropical	～0.70

Figura 5: Processo de aquecimento da bomba de baixa temperatura

A imagem à direita mostra o estado da bomba de baixa temperatura quando aquecida, que pode ser dividida em padrões A, B, C e D4.

A: Injecção de N2 + na faixa de aquecimento (caso de pouca água)

A temperatura do blindage e do parafuso aumenta para cerca de 40 ° C. Ao remover o gás da bomba, um bom efeito de regeneração é obtido.

B: somente N2 (caso de pouca água)

É um método de regeneração comumente utilizado. É possível obter bons efeitos regenerativos com pouca água.

C: Injecção de N2 + na faixa de aquecimento (caso de emissão de grandes quantidades de água)

Quando o gelo se derrete em água a 0 ° C, o aquecimento pára por algum tempo. Devido ao uso de fitas de aquecimento, o tempo de derretimento pode ser reduzido. (Este método é recomendado quando o substrato é de vidro ou plástico)

D: caso de injeção de N2 ou eliminação de grandes quantidades de água por meio de aquecimento natural

Devido à baixa quantidade de aquecimento, o gelo é difícil de derreter em água. Neste estado, se a extração é realizada, porque a regeneração não é realizada adequadamente pode levar a uma redução do desempenho do escape. Uma atenção especial é necessária ao revestir vidro ou plástico.

Verifique se a tensão inicial do termopar K caiu para 0mV. É necessário aquecer os trópicos com eletricidade.

Particularmente quando se liberam grandes quantidades de água e gás, a tensão inicial do termopar K durante a regeneração é registrada para determinar em que padrão está e confirmar se o gelo derrete.

2) Processo de extração

As bombas de rotação de óleo são geralmente usadas como bombas grosseiras para bombas de baixa temperatura. No caso do uso de bomba de rotação de óleo, no campo de alta pressão, devido à presença de fluxo viscoso de ar, o fluxo de retorno é muito pequeno.

Mas quando a pressão é inferior a 15Pa, o efeito de flashing do fluxo viscoso é reduzido, se a bomba grosseira abaixo desta pressão aumentará o risco de refluxo do vapor de óleo.

Considerando o aspecto da segurança, as bombas de baixa temperatura da AVEC garantem um desempenho normal sob pressões de bombeamento grosseiras de 40Pa.

Recomenda-se o uso de filtros de extração grosseira quando a extração é inferior a 20Pa. Ao usar o filtro, deve-se prestar atenção aos seguintes pontos.

(1) o tempo de bombeamento grosseiro se prolonga, (2) o gás de água muitas vezes se torna rapidamente saturado, (3) gera poeira, (4) precisa ser ativado regularmente.

Quando a bomba de baixa temperatura é submetida a uma grande quantidade de água, o calor é retirado à medida que a água evapora, o que resulta em uma diminuição da temperatura da água.

A água raramente se evapora completamente. Mas quando há muita água, ela permanece congelada, resultando em uma regeneração incompleta.

Em casos de muita umidade, o trabalho de bombeamento grosseiro, como a utilização de fitas de aquecimento, pode evitar o congelamento.

E quando a bomba de retorno de óleo é usada para drenar uma grande quantidade de água, o óleo é emulsionado e é difícil bombear até 40Pa.

Normalmente, é necessário substituir o óleo com frequência. No entanto, as seguintes medidas podem ser tomadas.

(1) O uso de grandes bombas rotativas de óleo com grande conteúdo de óleo e capacidade de tratamento de água.

(2) Use uma bomba de retorno de óleo com drenagem que pode separar água e óleo.

(3) Reduzir a pressão limite usando bombas mecânicas. (Mas o óleo da bomba de rotação de óleo deve ser substituído regularmente.)

No tratamento de grandes quantidades de vidro e plástico, devido à necessidade de eliminar uma grande quantidade de água e gás, é necessário tomar medidas com antecedência.