冷凝泵的结构原理和故障分析

　　随着真空技术的发展，冷凝泵在真空方面的应用越来越广泛，由于它在使用过程中比较洁净，性能稳定，在半导体、太阳能制造等方面具有明显优势，因此在这些领域里大都采用冷凝泵作为真空发牛装置。

　　冷凝泵又叫低温泵或冷泵。作为一个独立的结构单元，采用外部冷却循环水实现热交换。冷泵驱动组件包括马达、传动机构、冷头、活塞环等零件。冷凝泵在压缩机的作用下产生一级制冷区和二级制冷区两个温度制冷区。

　　冷泵在使用过程中随著时间的增加，如冷头发出”咔嚓、咔嚓”的异常声音；冷泵温度达不到正常的工作温度；冷泵抽真空速度慢等各种常见的问题就相继出现。

　　1.冷头发出异常声音。冷泵使用一段时间后这种情况会出现，主要原因是冷头部分受到污染。正常情况下冷头部位是清洁且无杂质，运行过程中声音节奏感强，人体感觉比较舒适。而出现“咔嚓”异常声音的说明冷头里面含有水气、空气等，在较低温度下结冰产生摩擦所致。当这种问题出现时，首先查看冷泵工作情况。如果冷泵是再生后运行了很长的时间，一般来说通过对冷泵进行再生可眦消除这种故障，否则需要对冷头进行维护。

　　2.冷泵达不到正常温度。泵正常工作时的温度为10K，如果达不到这个数值，则说明冷泵、压缩机存在问题，根据我们日常经验，可能出现问题的地方有：

　　(1)压缩机的He压力减少。压缩机经过长期运转后，由于各接头之间的松动，导致部分氯气泄漏．同时由于在对冷泵、压缩机进行维护时拆卸管道导致的氯气损失，均会产生压力下降。我们可以查看压缩机氦气压力表，如果压力表的指针在上面两个数值范围内波动则认为正常，否则需要补充氦气。为了避免氦气的泄漏对压缩机制冷能力的影响，应避免对He管路进行频繁拆装和He压力的检查。

　　(2)压缩机冷却水的温度和流量。冷却水的温度较高，流量较小，则不能对压缩机产生的热量有效带走。可以通过压缩机冷却水流量计查看冷却水的流量，前级监控查看冷却水的温度，冷却水的温度般在15℃，高于此值时别需要动力提供支持。从我们工作情况来看压缩机冷水管的墙塞是导致冷泵温度达不到10K的主要原因之一。

　　(3)吸附桶状态。从压缩机出来的He均要经过吸附桶进行过滤。来阻止He中杂质及污染物进入冷泵驱动件中，使用时间长了He就会产生堵塞。轻微堵塞时，冷泵温度可以压到20K左右，重度堵塞时冷泵温度只能压到100K左右，严重者将导致压缩机开不起来，一般来说它的使用寿命2-3年，因此要制定周期的维护计划，消除因吸附桶而引起冷泵状态差。

　　(4)密封元件的状态。冷泵的制冷是靠He膨胀吸热来实现，因此各个密封件的状态就显得尤为重要。密封元件长时间运行后效果变差，因此需要定期进行维护和更换以便保证冷泵状态。

　　3.冷泵抽真空速度慢。冷泵工作状态主要参数有：工作温度、极限真空、冷泵抽速等。根据日常经验产生此问题的原因可能为压缩机、冷泵或者动力供给。动力供给是最容易确认的，只要动力提供的冷却循环水温度、流量满。足要求动力方面就没有问题。关于压缩机的维护，实际上我们能够维护的也就是吸附桶更换和He的补充及提纯，只要这两样做好了压缩机的问题基本上是正常的。