[发明专利]一种低温泵再生系统及再生方法

说明书

一种低温泵再生系统，包括低温泵、氮气供给装置、抽水装置及若干阀门；氮气供给装置与低温泵之间的第一管路上串联有加热装置，使氮气达到水蒸气的饱和温度及以上，氮气经加热后进入低温泵，根据水分子在真空中的物理性质，使低温泵内的水分转换为气态的过热水蒸气后与氮气混同并带出低温泵，与现有技术的比较下，本发明的低温泵再生系统不额外增加专用于除水的结构部件即可将低温泵内的水分除去，降低了低温泵再生系统的造价，同时满足了低温泵再生工艺中的除水需求，使低温泵再生系统的结构更简洁，有利于节约企业生产成本。

技术领域

本发明属于制冷设备制造及应用技术领域，尤其涉及一种低温泵再生系统及再生方法。

背景技术

低温泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵，又称冷凝泵。低温泵可以获得抽气速率最大、极限压力最低的清洁真空，广泛应用于半导体和集成电路的研究和生产，以及分子束研究、真空镀膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机和空间模拟装置等方面。在低温泵内设有由液氦或制冷机冷却到极低温度的冷板。低温泵与真空罐配合使用，低温泵使气体凝结，并保持凝结物的蒸汽压力低于泵的极限压力，从而达到抽气作用。低温泵在工作一段时间以后，冷板被气体凝结的固体所覆盖，表面温度升高，对气体吸附作用会逐渐减弱，最后失去了吸附作用。因此企业使用低温泵时，每过一段时间就要对低温泵进行加热，除去凝结在冷板上的固体，此即所谓的“再生”。可知如何“再生”对于低温泵的有效使用至关重要，一定程度上影响半导体和集成电路企业的生产效率和生产质量。低温泵的再生流程主要包括升温过程、排出过程、降温过程。其中，升温过程需将低温泵内温度由10K上升到通常为310K的目标温度；降温过程需将低温泵内温度由室温降到10K左右的低温泵工作温度。升温过程与降温过程占据了低温泵再生所占用的绝大部分时长。在“再生”过程中有一个突出的问题是例如真空镀膜中的器件上的水分和空气中的水分（尤其南方潮湿地区），低温泵在抽气过程中会将水带进低温泵体中，存在低温泵内部的水很难除去。如果内部的水没有除去，则不能实现“再生”。现有技术中的低温泵再生方法和相关的再生系统对于除水这个“再生”关键问题的处理一般是单独再内置一个低温出水泵，进行排水。增加了独立的排水工艺环节，工作量和工作时间相应增多，此外，提高了低温泵再生系统的造价，结构更复杂。更重要的是现有的再生系统和再生方法能耗高，能源利于率低，有悖于当前企业普遍的资源优化配置需求。

因此目前十分需要研究一种低温泵再生系统及相应的再生方法，能够适用于企业使用低温泵的需求，实现不增加成本及能耗，工艺不繁复，再生效果好，以此进一步推动低温泵设备技术的深入发展及广泛应用。

发明内容

本发明是为解决上述现有技术的全部或部分问题，本发明一方面提供了一种低温泵再生系统，用于实现低温泵的再生。本发明的另外一个方面提供了一种低温泵再生方法，采用具有本发明的低温再生系统进行，再生过程中除去低温泵内的水分。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明一方面提供的一种低温泵再生系统，包括低温泵、氮气供给装置以及抽水装置；所述低温泵通过抽气管路连通真空罐进行抽气；所述氮气供给装置与所述低温泵之间的第一管路上串联有加热装置；所述抽水装置通过第二管路连接所述低温泵；所述加热装置用于将流经第一管路的氮气加热至超过所述低温泵内水蒸气的饱和温度。

所述抽水装置包括干燥罐和机械泵。通过机械泵提供机械动力使得所述干燥灌吸收水分，并将氮气排到环境内。

所述干燥罐设置有检测装置，用于检测气体中的水分含量。

所述低温泵再生系统还包括若干阀门，所述若干阀门包括设置在所述氮气供给装置与所述加热装置之间的第一管路上的减压阀；所述减压阀用于对第一管路内的氮气进行减压操作。

所述加热装置与所述低温泵之间的第一管路上设置有流量计、压力计和温度计。便于人员控制进入低温泵的氮气的温度、流量和气压，也便于根据实际情况预设氮气温度、流量和气压。