BƠM CRYO HAY CRYO PUMP - MỘT PHẦN KHÔNG THỂ THIẾU TRONG CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ CAO NHẤT

I.BƠM CRYO LÀ GÌ?

-Bơm Cryo hay Cryo pump là máy bơm lạnh hoặc “ Bơm đông lạnh” là một máy bơm chân không bẫy khí và hơi bằng cách ngưng tụ chúng trên bề mặt lạnh, nhưng chỉ hiệu quả đối với một số loại khí. Hiệu quả phụ thuộc vào điểm đóng băng và điểm sôi của khí so với nhiệt độ của bơm lạnh. Đôi khi bơm Cryo được sử dụng để ngăn chặn các chất gây ô nhiễm khác, như phía trước bơm khuếch tán để bẫy dầu chảy ngược, hoặc phía trước các đầu đo để tránh nước..

-Cryotrap cũng có thể đề cập đến một hiệu ứng hơi khác, trong đó các phân tử sẽ tăng thời gian cư trú của chúng trên bề mặt lạnh mà không thực sự bị đóng băng (siêu lạnh). Có một độ trễ giữa phân tử chạm vào bề mặt và bật ra khỏi nó. Động năng sẽ bị mất khi các phân tử chạy chậm lại. Ví dụ, khí Hydro không ngưng tụ ở 8K nhưng nó có thể được bẫy lạnh. Điều này bẫy các phân tử một cách hiệu quả trong một thời gian dài và do đó loại bỏ chúng khỏi môi trường chân không giống như bơm lạnh.

-Bơm Cryo có thể tạo chân không sạch từ 10^-7Pa trở xuống. Ngoài ra, bơm Cryo còn loại bỏ khí nhanh chóng trong phạm vi áp suất rộng từ 10^-1Pa đến 10^-7Pa.

II. CÁC DÒNG BƠM CRYO CỦA ULVAC

U4H
U6H
U8H, U8HL, U8HSP, U8H-U
U10H, U10HSP
U12H, U12HSP, U12HL
U16, U16P
U20P, U20H
U22H, U22P, U22WB
U30H

BƠM CRYO HAY CRYO PUMP - MỘT PHẦN KHÔNG THỂ THIẾU TRONG CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ CAO NHẤT 1

III. CẤU TẠO BƠM CRYO

1.Bộ phận làm lạnh

2.Van giảm áp

3.Máy đo nhiệt độ MBS-C

4.Bộ phận làm lạnh cấp 1

5.Vách ngăn lạnh 15K (2) (Hấp thụ)

6.Vách ngăn lạnh 15K(1) (Ngưng tụ)

7.Bộ phận làm lạnh cấp 2

8.Vách ngăn lạnh 80K

9.Vỏ bơm

10.Tấm chắn lạnh 80K

BƠM CRYO HAY CRYO PUMP - MỘT PHẦN KHÔNG THỂ THIẾU TRONG CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ CAO NHẤT 2

IV. HỆ THỐNG BƠM CRYO

V. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CRYO

V.I Bơm Cryo thường được làm lạnh bằng khí Heli được nén qua máy nén

Các vách ngăn thường được gắn vào đầu lạnh để mở rộng diện tích bề mặt có sẵn cho quá trình ngưng tụ, nhưng chúng cũng làm tăng sự hấp thụ nhiệt bức xạ của bơm Cryo. Theo thời gian, bề mặt cuối cùng bão hòa với nước ngưng tụ, xảy ra quá trình đóng đá, do đó tốc độ bơm dần đần giảm xuống bằng không. Khi đó bơm Cryo vẫn sẽ giữ khí bị mắc kẹt miễn là nó vẫn còn lạnh nhưng nó sẽ không ngưng tụ đươc khí mới từ rò rỉ hoặc chảy ngược cho đến khi nó được tái sinh. Quá trình đóng đá xảy ra rất nhanh trong môi trường chân không thấp, vì vậy bơm Cryo chỉ được sử dụng trong các hệ thống chân không cao hoặc siêu cao.

-Bơm Cryo hoạt động theo nguyên tắc khí có thể được ngưng tụ và giữ ở áp suất hơi cực thấp, đạt tốc độ và thông lượng cao. Đầu lạnh bao gồm một xy lanh với hai giai đoạn và cụm bộ chuyển đổi chuyển động. Những thứ này cùng nhau tạo ra quá trình làm lạnh theo chu trình kín ở nhiệt độ nằm trong khoảng 60K đến 80K đối với bộ phận làm lạnh cấp 1 và từ 10K đến 20K đối với bộ phận làm lạnh cấp 2.

V.II Một bơm Cryo có nhiều giai đoạn ở các nhiệt độ thấp khác nhau

với các giai đoạn bên ngoài che chắn cho các giai đoạn bên trong lạnh nhất. Các giai đoạn bên ngoài ngưng tụ các khí có điểm sôi cao như nước và dầu, do đó tiết kiệm diện tích bề mặt và khả năng làm lạnh của các giai đoạn bên trong đối với các khí có điểm sôi thấp hơn như Ni tơ.

-Bơm Cryo không chạy liên tục trong các máy như bơm khuếch tán hay bơm phân tử Turbo. Các khí được hấp thụ và ngưng tụ trong các vách ngăn lạnh 15K, nên nó cần được khử khí và tái sinh thường xuyên. Trong quá trình tái sinh này, bơm Cryo được làm nóng lên, khí ngưng tụ và hấp thụ được chuyển thành khí. Nếu bơm một lượng lớn khí sẽ có nguy cơ gây nổ. Để ngăn ngừa nguy cơ gây nổ, tất cả các bơm Cryo đều có van giảm áp. Áp suất vận hành của van giảm áp đã được đặt ở mức 20kPa.

VI. NGUYÊN LÝ LÀM LẠNH CỦA BƠM CRYO HAY CRYO PUMP

1.Nguyên lý làm lạnh

Cấu tạo các thiết bị làm lạnh bơm Cryo

Chu trình làm lạnh

a)Đầu tiên, displacer được đặt ở dưới cùng của xy lanh, van áp suất thấp đóng, van áp suất cao mở ra. Khí Heli bị nén được đưa vào xy lanh

b)Displacer được di chuyển lên. Áp suất bên trong xy lanh tăng lên. Khí làm mát sẽ lấp đầy không gian bên dưới của piston.

c)Khi xi lanh ở vị trị cao nhất, van áp suất cao đóng lại, van áp thấp mở ra. Khí Heli bị nén đi qua bộ tái sinh vào phần dưới của xy lanh. Trong khi đi qua regenerator, khí Heli được làm lạnh vì nó giãn nở ra

d)Phần nhiệt độ thấp đạt áp suất thấp nhất. Displacer được di chuyển xuống và khí Heli giãn nở ra được máy nén bơm qua van áp suất thấp đang mở. Cuối cùng van áp suất thấp được đóng lại và chu kỳ được lặp lại.

BƠM CRYO HAY CRYO PUMP - MỘT PHẦN KHÔNG THỂ THIẾU TRONG CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ CAO NHẤT 5

VII. ỨNG DỤNG CỦA BƠM CRYO

– Bơm Cryo được sử dụng rộng rãi, phạm vi ứng dụng cho cả ngành công nghiệp và nghiên cứu khoa học về màn hình Oled, ánh sáng, chất bán dẫn, thiết bị điện, cảm biến hoặc phim quang học như các máy bốc bay chân không, máy phún xạ, máy mạ ……..

ULVAC rất mong được lắng nghe những chia sẻ, băn khoăn của quý khách liên quan đến các thiết bị chân không, đặc biệt là các thiết bị công nghệ cao qua email: phan_ngoc@ulvac.com (Mr Ngọc) hoặc tel: 0988 248 567

Please follow and like us: