आमतौर पर अल्ट्रा-हाई वैक्यूम सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले पंप

I. यांत्रिक पंप
मैकेनिकल पंप का मुख्य कार्य टर्बोमोलेक्यूलर पंप के स्टार्ट-अप के लिए आवश्यक प्री-स्टेज वैक्यूम प्रदान करना है।आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले यांत्रिक पंपों में मुख्य रूप से भंवर शुष्क पंप, डायाफ्राम पंप और तेल सीलबंद यांत्रिक पंप शामिल हैं।
डायाफ्राम पंपों की पंपिंग गति कम होती है और छोटे आकार के कारण आमतौर पर छोटे आणविक पंप सेटों के लिए उपयोग किया जाता है।
तेल-सीलबंद मैकेनिकल पंप अतीत में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मैकेनिकल पंप है, जो बड़ी पंपिंग गति और अच्छे परम वैक्यूम की विशेषता है, नुकसान तेल वापसी का सामान्य अस्तित्व है, अल्ट्रा-हाई वैक्यूम सिस्टम में आम तौर पर सोलनॉइड वाल्व से लैस होने की आवश्यकता होती है (तेल वापसी के कारण आकस्मिक बिजली विफलता को रोकने के लिए) और आणविक छलनी (सोखना प्रभाव)।
हाल के वर्षों में, स्क्रॉल ड्राई पंप का अधिक उपयोग किया जाता है। लाभ यह है कि इसका उपयोग करना आसान है और यह तेल में वापस नहीं आता है, बस पंपिंग गति और अंतिम वैक्यूम तेल-सीलबंद यांत्रिक पंपों की तुलना में थोड़ा खराब है।
मैकेनिकल पंप प्रयोगशाला में शोर और कंपन का एक मुख्य स्रोत हैं और कम शोर वाले पंप को चुनना और जहां संभव हो इसे उपकरणों के बीच रखना बेहतर होता है, लेकिन कार्य दूरी प्रतिबंधों के कारण बाद वाले को प्राप्त करना अक्सर आसान नहीं होता है।
द्वितीय.टर्बोमोलेक्यूलर पंप
टर्बो आणविक पंप गैस के दिशात्मक प्रवाह को प्राप्त करने के लिए उच्च गति घूर्णन वैन (आमतौर पर लगभग 1000 क्रांति प्रति मिनट) पर निर्भर करते हैं।पंप के निकास दबाव और इनलेट दबाव के अनुपात को संपीड़न अनुपात कहा जाता है।संपीड़न अनुपात पंप के चरणों की संख्या, गति और गैस के प्रकार से संबंधित है, गैस संपीड़न का सामान्य आणविक भार अपेक्षाकृत अधिक है।टर्बोमोलेक्यूलर पंप का अंतिम वैक्यूम आमतौर पर 10-9-10-10 एमबार माना जाता है, और हाल के वर्षों में, आणविक पंप प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, अंतिम वैक्यूम में और सुधार किया गया है।
चूँकि टर्बोमोलेक्यूलर पंप के फायदे केवल आणविक प्रवाह अवस्था (एक प्रवाह अवस्था जिसमें गैस अणुओं की औसत मुक्त सीमा डक्ट क्रॉस-सेक्शन के अधिकतम आकार से बहुत अधिक होती है) में ही महसूस होते हैं, एक प्री-स्टेज वैक्यूम पंप 1 से 10-2 Pa के ऑपरेटिंग दबाव की आवश्यकता होती है।वैन की उच्च घूर्णी गति के कारण, आणविक पंप विदेशी वस्तुओं, घबराहट, प्रभाव, अनुनाद या गैस के झटके से क्षतिग्रस्त या नष्ट हो सकता है।शुरुआती लोगों के लिए, क्षति का सबसे आम कारण ऑपरेटिंग त्रुटियों के कारण होने वाला गैस का झटका है।आणविक पंप को नुकसान एक यांत्रिक पंप द्वारा उत्पन्न अनुनाद के कारण भी हो सकता है।यह स्थिति अपेक्षाकृत दुर्लभ है लेकिन इस पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है क्योंकि यह अधिक घातक है और आसानी से पता नहीं चलती है।

तृतीय.स्पटरिंग आयन पंप
स्पटरिंग आयन पंप का कार्य सिद्धांत एक ताजा टाइटेनियम फिल्म बनाने के लिए कैथोड की टाइटेनियम प्लेट पर बमबारी करने के लिए पेनिंग डिस्चार्ज द्वारा उत्पन्न आयनों का उपयोग करना है, इस प्रकार सक्रिय गैसों को सोखना और अक्रिय गैसों पर भी एक निश्चित दफन प्रभाव पड़ता है। .स्पटरिंग आयन पंप के फायदे अच्छे परम वैक्यूम, कोई कंपन नहीं, कोई शोर नहीं, कोई प्रदूषण नहीं, एक परिपक्व और स्थिर प्रक्रिया, कोई रखरखाव नहीं और एक ही पंपिंग गति (अक्रिय गैसों को छोड़कर) पर, उनकी लागत आणविक पंपों की तुलना में बहुत कम है, जो उन्हें अल्ट्रा-हाई वैक्यूम सिस्टम में अत्यधिक व्यापक रूप से उपयोग करता है।आमतौर पर स्पटरिंग आयन पंपों का सामान्य संचालन चक्र 10 वर्ष से अधिक होता है।
आयन पंपों को ठीक से काम करने के लिए आम तौर पर 10-7 एमबार से ऊपर की आवश्यकता होती है (खराब वैक्यूम पर काम करने से उनका जीवनकाल काफी कम हो जाता है) और इसलिए एक अच्छा प्री-स्टेज वैक्यूम प्रदान करने के लिए आणविक पंप सेट की आवश्यकता होती है।मुख्य कक्ष में एक आयन पंप + टीएसपी और इनलेट कक्ष में एक छोटे आणविक पंप सेट का उपयोग करना आम बात है।पकाते समय, कनेक्टेड इन्सर्ट वाल्व खोलें और छोटे आणविक पंप सेट को सामने वैक्यूम प्रदान करने दें।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आयन पंप अक्रिय गैसों के सोखने में कम सक्षम होते हैं और उनकी अधिकतम पंपिंग गति आणविक पंपों से कुछ भिन्न होती है, इसलिए बड़ी मात्रा में अक्रिय गैसों या बड़ी मात्रा में अक्रिय गैसों के लिए एक आणविक पंप सेट की आवश्यकता होती है।इसके अलावा, आयन पंप ऑपरेशन के दौरान एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो विशेष रूप से संवेदनशील प्रणालियों में हस्तक्षेप कर सकता है।
चतुर्थ.टाइटेनियम उर्ध्वपातन पंप
टाइटेनियम उर्ध्वपातन पंप, रसायन अवशोषण के लिए कक्ष की दीवारों पर एक टाइटेनियम फिल्म बनाने के लिए धात्विक टाइटेनियम के वाष्पीकरण पर निर्भर होकर काम करते हैं।टाइटेनियम सब्लिमेशन पंप के फायदे सरल निर्माण, कम लागत, आसान रखरखाव, कोई विकिरण और कोई कंपन शोर नहीं हैं।
टाइटेनियम उर्ध्वपातन पंप में आमतौर पर 3 टाइटेनियम फिलामेंट होते हैं (जलने से रोकने के लिए) और उत्कृष्ट हाइड्रोजन निष्कासन प्रदान करने के लिए आणविक या आयन पंप के संयोजन में उपयोग किया जाता है।वे 10-9-10-11 एमबार रेंज में सबसे महत्वपूर्ण वैक्यूम पंप हैं और अधिकांश अल्ट्रा-उच्च वैक्यूम कक्षों में फिट किए जाते हैं जहां उच्च वैक्यूम स्तर की आवश्यकता होती है।
टाइटेनियम उर्ध्वपातन पंपों का नुकसान टाइटेनियम के नियमित स्पटरिंग की आवश्यकता है, स्पटरिंग के दौरान (कुछ मिनटों के भीतर) वैक्यूम परिमाण के लगभग 1-2 ऑर्डर तक खराब हो जाता है, इसलिए विशिष्ट आवश्यकताओं वाले कुछ कक्षों को एनईजी के उपयोग की आवश्यकता होती है।इसके अलावा, टाइटेनियम संवेदनशील नमूनों/उपकरणों के लिए, टाइटेनियम सब्लिमेशन पंप के स्थान से बचने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।
वी. क्रायोजेनिक पंप
क्रायोजेनिक पंप मुख्य रूप से वैक्यूम प्राप्त करने के लिए कम तापमान वाले भौतिक सोखना पर निर्भर करते हैं, जिसमें उच्च पंपिंग गति, कोई प्रदूषण नहीं और उच्च अंतिम वैक्यूम के फायदे होते हैं।क्रायोजेनिक पंपों की पंपिंग गति को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक तापमान और पंप का सतह क्षेत्र हैं।बड़े आणविक बीम एपिटेक्सी सिस्टम में, उच्च परम वैक्यूम आवश्यकताओं के कारण क्रायोजेनिक पंपों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
क्रायोजेनिक पंपों के नुकसान तरल नाइट्रोजन की उच्च खपत और उच्च परिचालन लागत हैं।रीसर्क्युलेटिंग चिलर वाले सिस्टम का उपयोग तरल नाइट्रोजन की खपत के बिना किया जा सकता है, लेकिन यह अपने साथ ऊर्जा की खपत, कंपन और शोर की संबंधित समस्याएं लाता है।इस कारण से, पारंपरिक प्रयोगशाला उपकरणों में क्रायोजेनिक पंपों का आमतौर पर कम उपयोग किया जाता है।
VI.एस्पिरेटर पंप (एनईजी)
सक्शन एजेंट पंप हाल के वर्षों में अधिक उपयोग किए जाने वाले वैक्यूम पंपों में से एक है, इसका लाभ रासायनिक सोखना, कोई वाष्प चढ़ाना और विद्युत चुम्बकीय प्रदूषण का पूर्ण उपयोग है, अक्सर टाइटेनियम उर्ध्वपातन पंप और स्पटरिंग आयन की जगह लेने के लिए आणविक पंपों के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है। पंप, नुकसान उच्च लागत और पुनर्जनन की सीमित संख्या है, आमतौर पर वैक्यूम स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताओं या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।
इसके अलावा, चूंकि एस्पिरेटर पंप को प्रारंभिक सक्रियण के बाद किसी अतिरिक्त बिजली आपूर्ति कनेक्शन की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए इसे पंपिंग गति बढ़ाने और वैक्यूम स्तर में सुधार करने के लिए अक्सर बड़े सिस्टम में सहायक पंप के रूप में भी उपयोग किया जाता है, जो सिस्टम को प्रभावी ढंग से सरल बना सकता है।

चित्र: विभिन्न प्रकार के पंपों के लिए कार्य दबाव।भूरे तीर अधिकतम अनुमेय परिचालन दबाव सीमा दिखाते हैं और बोल्ड हरे हिस्से सामान्य कामकाजी दबाव सीमा दिखाते हैं।