سه نوع پمپ خلاء چیست؟

پمپ های خلاء دستگاه های ضروری در صنایع متعدد، از تحقیقات علمی گرفته تا تولید، و حتی در لوازم روزمره هستند. هدف اساسی آنها حذف مولکول های گاز از یک حجم مهر و موم شده است و در نتیجه خلاء ایجاد می کند. در حالی که هدف نهایی یکسان است، روش های به کار گرفته شده برای دستیابی به آن به طور قابل توجهی متفاوت است، که منجر به طبقه بندیپمپ های خلاءبر اساس اصول عملیاتی آنها به سه نوع اصلی تقسیم می شوند. درک این تمایزات برای انتخاب پمپ مناسب برای یک کاربرد خاص بسیار مهم است.

نوع 1: پمپ های جابجایی مثبت

پمپ های جابجایی مثبت شاید بصری ترین نوع پمپ خلاء هستند که با عملکرد مکانیکی آنها برای به دام انداختن و دفع گاز مشخص می شود.

اصل کار

گیر افتادن و اخراج مکانیکی

این پمپ ها با گرفتن مکانیکی حجم ثابتی از گاز از ورودی، فشرده سازی آن و سپس بیرون راندن آن از طریق خروجی عمل می کنند. این فرآیند چرخه ای است، با هر حرکت یا چرخش مقدار مجزای گاز را حرکت می دهد. مکانیسم های رایج عبارتند از پیستون ها، پره های چرخان یا دیافراگم ها.

مناسب برای خلاء خشن تا متوسط

پمپ های جابجایی مثبتدر محدوده فشار اتمسفر تا سطوح خلاء متوسط ​​بسیار موثر هستند. آنها اغلب به عنوان پمپ های اولیه برای کاهش فشار قبل از اینکه انواع دیگر پمپ ها بتوانند سطوح خلاء بالاتر را بر عهده بگیرند، به کار می روند.

نمونه ها و کاربردهای معمولی

انواع متداول: پره های چرخشی، دیافراگمی، پمپ های پیستونی

نمونه‌ها عبارتند از پمپ‌های پره‌ای دوار، که از یک روتور غیرعادی دوار با پره‌ها برای جارو کردن گاز استفاده می‌کنند.پمپ های دیافراگمی، که از دیافراگم انعطاف پذیر برای ایجاد مکش و فشرده سازی استفاده می کنند. پمپ های پیستونی نیز در این دسته قرار می گیرند.

میکرو پمپ های هوای PinMotor

در بخش میکرو-پمپ، PinMotor'sمیکرو پمپ هوا، از جملهپمپ های میکرو خلاء، نمونه های بارز فناوری جابجایی مثبت هستند. این پمپ‌های فشرده و کارآمد به طور گسترده در دستگاه‌های پزشکی، ابزارهای تحلیلی و تجهیزات نظارت بر محیط استفاده می‌شوند، جایی که فشار منفی دقیقی را فراهم می‌کنند یا انتقال گاز را در سیستم‌های مینیاتوری تسهیل می‌کنند.

نوع 2: پمپ های انتقال مومنتوم

پمپ‌های انتقال مومنتوم بر اساس یک اصل متفاوت عمل می‌کنند، که برای حرکت مولکول‌های گاز به انرژی جنبشی-جریان با سرعت بالا تکیه می‌کنند.

اصل کار

برخوردهای مولکولی با سرعت بالا-

این پمپ‌ها با وارد کردن{0}}جریان سیال با سرعت بالا (اغلب بخار روغن یا پره‌های با چرخش سریع) به محفظه خلاء عمل می‌کنند. مولکول‌های گازی که وارد پمپ می‌شوند با این جریان با سرعت بالا برخورد می‌کنند و حرکت می‌گیرند و بنابراین به سمت اگزوز پمپ و دور از محفظه خلاء هدایت می‌شوند.

مناسب برای خلاء زیاد تا فوق العاده-بالا

پمپ‌های انتقال مومنتوم در فشارهای پایین‌تر کارآمد هستند و معمولاً برای دستیابی به سطوح خلاء بالا تا فوق{0} بالا استفاده می‌شوند. آنها معمولا نیاز به aپیش-پمپ(پمپ جابجایی مثبت) تا ابتدا فشار را به سطحی کاهش دهد که پمپ انتقال مومنتوم بتواند به طور موثر عمل کند.

نمونه ها و کاربردهای معمولی

انواع رایج: پمپ های توربومولکولی، پمپ های انتشار

پمپ‌های توربومولکولی از تیغه‌های روتور با چرخش سریع برای انتقال حرکت به مولکول‌های گاز استفاده می‌کنند، در حالی که پمپ‌های انتشار از جت‌های بخار با سرعت بالا-برای جذب مولکول‌های گاز استفاده می‌کنند. هر دو برای دستیابی به فشارهای بسیار پایین بسیار مهم هستند.

حوزه های کاربردی

این پمپ ها در زمینه هایی که به شرایط خلاء شدید نیاز دارند، مانند تحقیقات علمی (به عنوان مثال، شتاب دهنده های ذرات، میکروسکوپ های الکترونی)، ساخت نیمه هادی ها، و تجزیه و تحلیل سطح، ضروری هستند.

نوع 3: پمپ های جذب / گیر افتادن

پمپ‌های جذب یا به دام انداختن با حذف فیزیکی مولکول‌های گاز از محفظه خلاء از طریق جذب، تراکم یا واکنش‌های شیمیایی عمل می‌کنند.

اصل کار

جذب فیزیکی یا واکنش شیمیایی

برخلاف دو نوع دیگر که گاز را به صورت فیزیکی حرکت می دهند، پمپ های گیر انداختنگرفتنمولکول های گاز روی سطحی در داخل پمپ این می تواند از طریق مکانیسم های مختلفی رخ دهد:کرایوپمپ هاسطوح را تا دمای بسیار پایین خنک کنید و باعث متراکم شدن و یخ زدن مولکول های گاز می شود.پمپ های یونییونیزه کردن مولکول های گاز و شتاب دادن آنها به یک ماده گیر. وپمپ های گیرندهاز مواد شیمیایی واکنش پذیر برای جذب مولکول های گاز استفاده کنید.

مناسب برای خلاء فوق العاده-

این پمپ ها به ویژه در دستیابی و حفظ سطوح فوق العاده-خلاء بالا (UHV) و فوق{1}}خلاء فوق العاده بالا (XUHV) موثر هستند، زیرا هیچ قسمت متحرک یا سیال کاری را وارد محیط خلاء نمی کنند.

نمونه ها و کاربردهای معمولی

انواع متداول: پمپ های سرمایی، پمپ های یونی، پمپ های گیر

Cryopumps به طور گسترده در پردازش نیمه هادی و اتاق های شبیه سازی فضا استفاده می شود. پمپ‌های یونی به دلیل عملکرد تمیز و بدون لرزش در کاربردهایی مانند شتاب‌دهنده‌های ذرات و علم سطح مورد استفاده قرار می‌گیرند. پمپ های گیر اغلب به عنوان پمپ های مکمل برای حفظ سطح خلاء استفاده می شوند.

حوزه های کاربردی

کاربردهای اولیه آنها در محیط های بسیار حساس است که کمترین فشار ممکن و تمیزترین خلاء مورد نیاز است، مانند تحقیقات مواد پیشرفته، رسوب لایه نازک-و آزمایش های انرژی همجوشی.

نتیجه گیری: انتخاب فناوری خلاء مناسب

انتخاب پمپ خلاء مناسب یک تصمیم حیاتی است که به عوامل مختلفی از جمله سطح خلاء مورد نظر، سرعت پمپاژ، نوع گازی که باید تخلیه شود، ملاحظات هزینه و محیط کاربردی خاص بستگی دارد. هر نوع پمپ خلاء -جابه‌جایی مثبت، انتقال تکانه و گرفتن-در محدوده‌ها و کاربردهای مختلف خلاء برتری دارد.