CN103939316A - 一种冷泵的加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种冷泵的加热系统，包括：设置在冷泵外壁上的加热腔室，加热腔室具有进风口和出风口；风扇，所述风扇设在加热腔室内且靠近进风口；加热装置，加热装置设在加热腔室内且在从进风口朝向出风口的进风方向上位于风扇的下游侧；供电装置，供电装置与风扇和加热装置相连，用于为风扇和加热装置供电；加热控制器，加热控制器与供电装置相连，用于在接收到加热指令后控制供电装置对风扇和加热装置供电以使风扇和加热装置运行。本发明的加热系统对冷泵进行加热，避免冷泵外表面凝露，抑制了冷泵结露，且防止凝结水滴对冷泵系统中其它电控元件造成烧毁和损害，从而降低设备的损失，提高设备的可靠性且有效保证设备的正常运行。

Description

一种冷泵的加热系统

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种冷泵的加热系统。

背景技术

冷泵是依靠膨胀机获取冷量,利用低温表面冷凝和吸附气体来获得清洁无油高真空或超高真空的装置,它具有清洁无炭氢污染、极限真空度高等优点。

在半导体设备中如PVD设备应用冷泵作为其获得超高真空的装置，在运行的过程中冷板上能够聚集大量的固态水、氩、氮和氧等，活性炭吸附饱和，泵的抽速降低，温度升高，整体效率下降，需要将凝结在冷板上的霜层和活性炭吸附的气体洗除才能继续正常工作，这就需要进行再生。再生第一步骤为升温，同样在突然断电的情况下，膨胀机停止工作，冷泵温度也会上升；在升温的过程中由于内部吸附的气体急剧膨胀吸热，使泵体表面产生低温，从而使泵体周围空气中的水蒸气吸附在泵表面上结露或结冰。

在真空腔下，由于机台大小和工艺条件的限制，冷泵安装位置下方会存在电器元件等器件，或设有水漏检测装置，泵表面的露水滴落会产生损坏元器件或激发水漏检测装置报警等影响。

如图1所示，①为排气阀；②为一级冷头；③为二级冷头；④为一级冷板；⑤为二级冷板；⑥为一级加热；⑦为二级加热；⑧为冷屏。此方案在冷泵再生时不能完全抑制结露；且在设备突然断电时无法抑制结露，从而对设备带来安全隐患以及影响设备的工艺质量。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种可有效避免冷泵结露且在断电后仍可为冷泵加热，有效避免设备故障及提高设备工艺质量的冷泵的加热系统。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种冷泵的加热系统，包括：设置在所述冷泵外壁上的加热腔室，所述加热腔室具有进风口和出风口；风扇，所述风扇设在所述加热腔室内且靠近所述进风口；加热装置，所述加热装置设在所述加热腔室内且在从所述进风口朝向所述出风口的进风方向上位于所述风扇的下游侧；供电装置，所述供电装置与所述风扇和所述加热装置相连，用于为所述风扇和所述加热装置供电；以及加热控制器，所述加热控制器与所述供电装置相连，用于在接收到加热指令后控制所述供电装置对所述风扇和加热装置供电以使所述风扇和所述加热装置运行。

采用本发明实施例的加热系统对冷泵进行加热，避免冷泵外表面凝结水滴，不但抑制了冷泵结露，而且防止凝结水滴对冷泵系统中其它电控元件造成烧毁和损害，从而降低设备的损失，提高设备的可靠性且有效保证设备的正常运行。

另外，根据本发明上述实施例的冷泵的加热系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述出风口设置在所述加热腔室的侧壁上且靠近所述冷泵的外壁，所述进风口设置在所述加热装置的下表面。

在一些示例中，所述进风口和所述出风口均为多个。

在一些示例中，所述加热装置为电加热片或者加热电阻。

在一些示例中，所述加热腔室设置在所述冷泵的冷板下方。

在一些示例中，所述供电装置包括：电源模块，所述电源模块用于对所述风扇和所述加热装置供电；延时断开继电器和备用电源，在所述电源模块断电时，所述延时断开继电器闭合且所述备用电源为所述风扇和所述加热装置供电直至所述延时断开继电器断开。

在一些示例中，所述加热控制器用于在接收到所述加热指令后，判断所述电源模块是否通电，且在所述电源模块通电后，控制所述电源模块为所述风扇和所述加热装置供电，以及在所述电源模块断电时，控制所述延时断开继电器闭合以及控制所述备用电源为所述风扇和所述加热装置供电直至所述延时断开继电器断开。

在一些示例中，所述电源模块还用于为所述备用电源充电。

在一些示例中，所述备用电源为蓄电池。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术中对冷泵加热的加热系统的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的加热系统的结构图；

图3是根据本发明一个实施例的加热系统控制原理图；

图4是根据本发明一个实施例的加热系统的供电装置的电源模块为备用电源充电的控制原理图；

图5是根据本发明一个实施例的加热系统中通过供电装置的电源模块对风扇和加热装置进行供电的控制原理图；以及

图6是根据本发明一个实施例的加热系统中通过供电装置的备用电源对风扇和加热装置进行供电的控制原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的加热系统。

图2是根据本发明一个实施例的加热系统的结构图。如图2所示，本发明实施例的加热系统包括：加热腔室210、风扇220、加热装置230、供电装置（图2中未示出）和加热控制器240。

具体地，加热腔室210设置在冷泵300外壁上，加热腔室210具有进风口211和出风口212。风扇220设在加热腔室210内且靠近进风口211。加热装置230设在加热腔室210内且在从进风口211朝向出风口212的进风方向上位于风扇220的下游侧，加热装置为但不限于电加热片或者加热电阻。供电装置与风扇220和加热装置230相连，用于为风扇220和加热装置230供电。加热控制器240与供电装置相连，用于在接收到加热指令后控制供电装置对风扇220和加热装置230供电以使风扇220和加热装置230运行。

采用本发明实施例的加热系统对冷泵进行加热，避免冷泵外表面凝结水滴，不但抑制了冷泵结露，而且防止凝结水滴对冷泵系统中其它电控元件造成烧毁和损害，从而降低设备的损失，提高设备的可靠性且有效保证设备的正常运行。

作为一个具体的示例，如图2所示，加热腔室210的出风口212设置在加热腔室210的侧壁上（图2示出了设置在加热腔室210左侧壁上）且靠近冷泵300的外壁，加热腔室210的进风口211设置在加热装置230的下表面（如图2所示的位于加热腔室210下部的进风口211）。进一步地，如图2所示，进风口211和出风口212均为多个，在具体示例中，进风口211和出风口212的数量可根据需要进行设置。另外，在图2所示的示例中，加热装置230采用电加热片。当然，也可将电加热片替换为加热电阻等。

在本发明的一个实施例中，冷泵300的冷板易结露，因此，优选地，可将加热腔室210设置在冷泵300的冷板下方。如图2所示，为加热腔室210设置在冷泵300的冷板下方的示例。在该示例中，加热控制器240设置在冷泵300以及加热腔室210的右侧壁上。

结合图2，加热系统的工作原理为：

当加热控制器240控制风扇220运行时，空气从进风口211进入，形成离心气流通过已通电的电加热片（加热装置230），将干燥的热风吹到冷泵300的泵体表面（冷板表面），使泵体表面周围水蒸汽减少，同时供给冷泵300在升温过程中气体膨胀吸收的热量，从而加快再生速率，并从出风口212排出多于风量，从而抑制结露，有效避免结露对其他电器元件造成烧毁和伤害，降低成本且提高设备的安全可靠性。

图3是根据本发明一个实施例的加热系统控制原理图，如图3所示，本发明实施例的加热系统的供电装置包括：备用电源241、电源模块242和延时断开继电器243。结合图3所示，作为一个具体的例子，供电装置还包括继电器K1至继电器K6以及时间继电器KT等。其中，电源模块242用于对风扇220和加热装置230供电。在电源模块242断电时，延时断开继电器243闭合且备用电源241为风扇220和加热装置230供电直至延时断开继电器243断开。电源模块242可以选用通用的蓄电池充电器，如图3-5所示，在本发明的一个示例中，电源模块242包括变压器和整流桥，即电源模块242以如图3-5所示的变压器结合整流桥表示。

结合图3至图6所示，加热控制器240用于在接收到加热指令（冷泵再生过程升温触发反馈）后，判断电源模块242是否通电，且在电源模块242通电后，控制电源模块242为风扇220和加热装置230供电，在本发明的一个实施例中，在该状态下，电源模块242还用于为备用电源241充电，以及在电源模块242断电时，控制延时断开继电器243闭合以及控制备用电源241为风扇220和加热装置230供电直至延时断开继电器243断开。延时断开继电器243的延迟断开时间可设为但不限于30分钟。

具体而言，如图4所示，当加热控制器240未接收到加热指令（未收到冷泵再生过程升温触发反馈），此时，供电装置的电源模块242可在连接到市电（工频交流电）后，控制继电器K1、继电器K2和继电器K3吸合，可为备用电源241（蓄电池）充电。

如图5所示，当冷泵系统给出再生过程升温触发反馈（加热指令）后，加热控制器240可控制继电器K3和继电器K4吸合，并使充电回路断开，由电源模块242为风扇220和加热装置230供电运行，当加热控制器240检测到加热指令结束后，控制供电装置停止运行或者恢复至如图4所示的运行状态。

如图6所示，当电源模块突然断电后，如未向电源模块242提供市电，则加热控制器240控制继电器K5、继电器K6吸合，从而通过备用电源241为风扇220和加热装置230供电运行至延时断开继电器243断开，或者加热系统再次上电后，恢复供电装置的正常运行。

根据本发明实施例的加热系统，通过对冷泵进行外部加热，从而抑制冷泵外部结露，避免结露水对其他电控元件造成烧毁和损害，有效提高设备的安全性和可靠性。另外，该加热系统可在冷泵进行再生过程以及加热系统断电情况下有效抑制结露现象，进一步保证设备的安全运行，提高设备的安全性和可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种冷泵的加热系统，其特征在于，包括：

设置在所述冷泵外壁上的加热腔室，所述加热腔室具有进风口和出风口；

风扇，所述风扇设在所述加热腔室内且靠近所述进风口；

加热装置，所述加热装置设在所述加热腔室内且在从所述进风口朝向所述出风口的进风方向上位于所述风扇的下游侧；

供电装置，所述供电装置与所述风扇和所述加热装置相连，用于为所述风扇和所述加热装置供电；以及

加热控制器，所述加热控制器与所述供电装置相连，用于在接收到加热指令后控制所述供电装置对所述风扇和加热装置供电以使所述风扇和所述加热装置运行。

2.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述出风口设置在所述加热腔室的侧壁上且靠近所述冷泵的外壁，所述进风口设置在所述加热装置的下表面。

3.根据权利要去1所述的加热系统，其特征在于，所述进风口和所述出风口均为多个。

4.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述加热装置为电加热片或者加热电阻。

5.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述加热腔室设置在所述冷泵的冷板下方。

6.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述供电装置包括：

电源模块，所述电源模块用于对所述风扇和所述加热装置供电；

延时断开继电器和备用电源，在所述电源模块断电时，所述延时断开继电器闭合且所述备用电源为所述风扇和所述加热装置供电直至所述延时断开继电器断开。

7.根据权利要求6所述的加热系统，其特征在于，所述加热控制器用于在接收到所述加热指令后，判断所述电源模块是否通电，且在所述电源模块通电后，控制所述电源模块为所述风扇和所述加热装置供电，以及在所述电源模块断电时，控制所述延时断开继电器闭合以及控制所述备用电源为所述风扇和所述加热装置供电直至所述延时断开继电器断开。

8.根据权利要求6或7所述的加热系统，其特征在于，所述电源模块还用于为所述备用电源充电。

9.根据权利要求6-8任一项所述的加热系统，其特征在于，所述备用电源为蓄电池。