低温泵故障对低温泵抽气性能的影响

低温泵不能冷却对低温泵抽气性能的影响

     故障现象: 低温泵的温度不能达到12 K 左右

     故障分析和排除: 检查氦气的压力, 氦气的压力不足时会影响低温泵的制冷效率。检查低温泵的温度设定, 通常低温泵会控制第一级冷头的温度在65 K 左右, 如果所设定的温度远远高于65 K, 就会引起第二级冷头的温度显著升高, 从而不能降温到12 K。

      检查氦气管路是否锁紧, 因为所有的氦气管路接头都是高压自密封的, 如果没有拧紧, 自密封接头就处于关闭状态。检查低温泵的粗抽压力, 测试低温泵的压力回升( ROR) , 如果粗抽压力过高或压力回升率过高,则表明低温泵可能有真空泄漏, 需要使用氦气检漏仪进行真空测漏。低温泵再生时, 通常会在90~180 min 以内从室温295 K 降到17 K。小口径的低温泵冷却时间会短一些, 大口径的低温泵会比较长。而最新式口径为200 mm 的变频低温泵会在60 min 以内达到底温12 K 左右。当氦气压力不足时会明显降低低温泵的效率, 延长冷却时间, 这时需要及时补充氦气。补充氦气时一定要严格按照说明操作, 将充气工具管路中的空气排除干净, 以免污染整个低温泵系统。在低温泵系统第一次工作之前, 一定要检查氦气管路的连接。

      在多人安装系统时, 常常会忘记锁紧某个氦气接头, 从而导致低温泵不能制冷。如果某个压缩机的压力经常降低, 就要进行整个系统的氦气泄漏测试。通常低温泵系统没有泄漏的压缩机可以正常工作很多年, 而不需要补充氦气。低温泵的真空系统如有泄漏也会引起低温泵的温度不能降低。这时需要检查低温泵的粗抽底压和压力回升率( ROR)的测试, 粗抽底压多为6.67~10 Pa, ROR 的数值通常为1.33~2 Pa/min。在自动再生的控制系统中会直接检测这两个数值, 如果检测不能通过, 系统会有报警信息出现。在带有加热器的低温泵系统中, 会有选择控温的温度值, 通常为65 K。如果这个数值设定过高也会使低温泵不能冷却。因为两级的冷头是直接相联的, 形成一个温度梯度, 如果第一级冷头的控温太高, 会相应地影响第二级冷头的温度。

 低温泵噪音对低温泵抽气性能的影响

(1) 低温泵的噪音只出现在低温时

       故障现象: 低温泵的噪音只出现在低温泵处于低温时

      故障分析和排除: 低温泵的噪音只出现在低温泵处于低温时。此时极有可能是低温泵的氦气受到污染, 需要进行除污染程序。当低温泵处于300 K 左右的高温时, 即使氦气已经受到污染, 也不会对低温泵造成影响。因为此时所有的气体或油气都处于气体状态。随着低温泵的温度不断降低, 一些气体或油气开始凝固结冰。如果这些冰是凝结在冷头的活塞壁上, 就会与冷头的活塞摩擦产生噪音, 损坏冷头的密封。如果这些冰凝结在冷头活塞的顶部, 就会阻止低温泵的马达连杆的运动, 最终彻底将低温泵损坏。如果低温泵在低温时出现噪音, 应该立刻停止低温泵的运行, 分析噪音的类别和原因, 否则低温泵有可能很快损坏, 造成巨大的经济损失。

(2) 低温泵在低温和高温时都有噪音

      故障现象: 低温泵在低温和高温时都会有噪音出现

      故障分析和排除: 检查低温泵系统的设置,确定压缩机/ 控制器所需的电压同为3 相或2相。检查低温泵的输入电压, 如果不正确, 检查压缩机的输出电压, 因为低温泵的电源是由压缩机提供的。如果压缩机的输出电源不正确, 需要检查压缩机的输入电压是否正确, 压缩机的电源系统是否有故障。如果在压缩机和低温泵之间装有50 Hz 变60 Hz的变频控制器或3 相电源变2 相电源的相位控制器, 检查这些控制器是否有故障。检查所有电源连接线是否正常。

      低温泵的马达电源分三种, 单相( 150 V,150 V, 0 V) 、两相( 150 V, 150 V, 220 V) 和三相( 150 V, 150 V, 220 V) 。在低温泵安装到系统中时, 一定要检查低温泵所需的电源与压缩机所提供的电源相互对应, 如果电源错误, 低温泵也会出现很大的噪音或根本不能运转。此外, 因为我国的电是50 Hz, 而美国是60 Hz, 不同的电源频率会引起不同的工作速率的改变, 也可能会产生噪音, 这时通常会使用专业的变频器。