Pompat që përdoren zakonisht në sistemet me vakum ultra të lartë

I. Pompa mekanike
Funksioni kryesor i pompës mekanike është të sigurojë vakumin e nevojshëm parafazë për ndezjen e pompës turbomolekulare.Pompat mekanike të përdorura zakonisht përfshijnë pompat e thata me vorbull, pompat me diafragmë dhe pompat mekanike të mbyllura me vaj.
Pompat me diafragmë kanë shpejtësi të ulët pompimi dhe zakonisht përdoren për grupe të vogla pompash molekulare për shkak të madhësisë së vogël.
Pompa mekanike e mbyllur me vaj është pompa mekanike më e përdorur në të kaluarën, e karakterizuar nga shpejtësia e madhe e pompimit dhe vakumi i mirë përfundimtar, disavantazhi është ekzistenca e përgjithshme e kthimit të vajit, në sistemet me vakum ultra të lartë përgjithësisht duhet të pajisen me valvul solenoid (për parandalimin e ndërprerjes aksidentale të energjisë të shkaktuar nga kthimi i vajit) dhe sita molekulare (efekti i adsorbimit).
Vitet e fundit, më e përdorur është pompa e thatë me rrotull. Avantazhi është i thjeshtë për t'u përdorur dhe nuk kthehet në vaj, vetëm shpejtësia e pompimit dhe vakuumi përfundimtar është pak më i keq se ai i pompave mekanike të mbyllura me vaj.
Pompat mekanike janë burimi kryesor i zhurmës dhe dridhjeve në laborator dhe është më mirë të zgjidhni një pompë me zhurmë të ulët dhe ta vendosni atë midis pajisjeve kur është e mundur, por kjo e fundit shpesh nuk është e lehtë për t'u arritur për shkak të kufizimeve të distancës së punës.
II.Pompat turbomolekulare
Pompat molekulare turbo mbështeten në fletë rrotulluese me shpejtësi të lartë (zakonisht rreth 1000 rrotullime në minutë) për të arritur një rrjedhje të drejtuar gazi.Raporti i presionit të shkarkimit të pompës me presionin e hyrjes quhet raporti i kompresimit.Raporti i kompresimit lidhet me numrin e fazave të pompës, shpejtësinë dhe llojin e gazit, pesha e përgjithshme molekulare e kompresimit të gazit është relativisht e lartë.Vakuumi përfundimtar i një pompe turbomolekulare përgjithësisht konsiderohet të jetë 10-9-10-10 mbar, dhe vitet e fundit, me përparimin e vazhdueshëm të teknologjisë së pompës molekulare, vakuumi përfundimtar është përmirësuar më tej.
Meqenëse avantazhet e një pompe turbomolekulare realizohen vetëm në një gjendje të rrjedhës molekulare (një gjendje rrjedhjeje në të cilën diapazoni mesatar i lirë i molekulave të gazit është shumë më i madh se madhësia maksimale e seksionit kryq të kanalit), një pompë vakum parafazore me një presion pune prej 1 deri në 10-2 Pa kërkohet.Për shkak të shpejtësisë së lartë të rrotullimit të fletëve, pompa molekulare mund të dëmtohet ose shkatërrohet nga objekte të huaja, nervozizëm, goditje, rezonancë ose goditje gazi.Për fillestarët, shkaku më i zakonshëm i dëmtimit është goditja me gaz e shkaktuar nga gabimet e funksionimit.Dëmtimi i një pompe molekulare mund të shkaktohet gjithashtu nga rezonanca e shkaktuar nga një pompë mekanike.Kjo gjendje është relativisht e rrallë, por kërkon vëmendje të veçantë sepse është më tinëzare dhe nuk zbulohet lehtë.

III.Pompë jonike spërkatës
Parimi i punës së pompës së joneve spërkatës është të përdorë jonet e krijuara nga shkarkimi Penning për të bombarduar pllakën e titanit të katodës për të formuar një film të freskët titani, duke thithur kështu gazrat aktivë dhe duke pasur një efekt të caktuar varrimi edhe në gazrat inerte. .Përparësitë e pompave jonike të spërkatjes janë vakum i mirë përfundimtar, pa dridhje, pa zhurmë, pa ndotje, një proces i pjekur dhe i qëndrueshëm, pa mirëmbajtje dhe me të njëjtën shpejtësi pompimi (përveç gazeve inerte), kostoja e tyre është shumë më e ulët se pompat molekulare, gjë që i bën ato jashtëzakonisht të përdorura në sistemet me vakum ultra të lartë.Zakonisht cikli normal i funksionimit të pompave jonike të spërkatjes është më shumë se 10 vjet.
Pompat jonike në përgjithësi duhet të jenë mbi 10-7 mbar për të punuar siç duhet (duke punuar në vakum më të këqij redukton ndjeshëm jetëgjatësinë e tyre) dhe për këtë arsye kërkojnë një grup pompash molekulare për të siguruar një vakum të mirë para fazës.Është praktikë e zakonshme të përdoret një pompë jonike + TSP në dhomën kryesore dhe një pompë e vogël molekulare e vendosur në dhomën e hyrjes.Gjatë pjekjes, hapni valvulën e lidhur të futjes dhe lëreni grupin e vogël të pompës molekulare të sigurojë vakumin e përparmë.
Duhet të theksohet se pompat jonike janë më pak të afta për thithjen e gazeve inerte dhe shpejtësia maksimale e pompimit të tyre ndryshon disi nga ajo e pompave molekulare, kështu që për vëllime të mëdha të gazrave ose sasi të mëdha gazesh inerte kërkohet një grup pompash molekulare.Përveç kësaj, pompa jonike gjeneron një fushë elektromagnetike gjatë funksionimit, e cila mund të ndërhyjë në sisteme veçanërisht të ndjeshme.
IV.Pompat e sublimimit të titanit
Pompat e sublimimit të titanit funksionojnë duke u mbështetur në avullimin e titanit metalik për të formuar një film titani në muret e dhomës për kimisorbim.Përparësitë e pompave të sublimimit të titanit janë ndërtimi i thjeshtë, kostoja e ulët, mirëmbajtja e lehtë, pa rrezatim dhe zhurmë vibrimi.
Pompat e sublimimit të titanit zakonisht përbëhen nga 3 filamente titani (për të parandaluar djegien) dhe përdoren në kombinim me pompat molekulare ose jonike për të siguruar heqjen e shkëlqyer të hidrogjenit.Ato janë pompat më të rëndësishme të vakumit në rangun 10-9-10-11 mbar dhe janë të vendosura në shumicën e dhomave me vakum ultra të lartë ku kërkohen nivele të larta vakumi.
Disavantazhi i pompave të sublimimit të titanit është nevoja për spërkatje të rregullt të titanit, vakuumi përkeqësohet me rreth 1-2 rend të madhësisë gjatë spërkatjes (brenda pak minutash), prandaj dhoma të caktuara me nevoja specifike kërkojnë përdorimin e NEG.Gjithashtu, për mostrat/pajisjet e ndjeshme ndaj titanit, duhet pasur kujdes për të shmangur vendndodhjen e pompës së sublimimit të titanit.
V. Pompat kriogjenike
Pompat kriogjenike kryesisht mbështeten në absorbimin fizik të temperaturës së ulët për të marrë vakum, me avantazhet e shpejtësisë së lartë të pompimit, pa ndotje dhe vakum të lartë përfundimtar.Faktorët kryesorë që ndikojnë në shpejtësinë e pompimit të pompave kriogjenike janë temperatura dhe sipërfaqja e pompës.Në sistemet e epitaksisë së rrezeve të mëdha molekulare, pompat kriogjenike përdoren gjerësisht për shkak të kërkesave të larta përfundimtare për vakum.
Disavantazhet e pompave kriogjenike janë konsumi i lartë i azotit të lëngshëm dhe kostot e larta të funksionimit.Sistemet me ftohës riqarkullues mund të përdoren pa konsumuar azot të lëngshëm, por kjo sjell me vete problemet përkatëse të konsumit të energjisë, dridhjeve dhe zhurmës.Për këtë arsye, pompat kriogjenike përdoren më rrallë në pajisjet laboratorike konvencionale.
VI.Pompat e aspiratorit (NEG)
Pompa e agjentit thithës është një nga pompat e vakumit më të përdorura vitet e fundit, përparësia e saj është përdorimi i plotë i adsorbimit kimik, pa avullim dhe ndotje elektromagnetike, shpesh përdoret së bashku me pompat molekulare për të zënë vendin e pompave të sublimimit të titanit dhe joneve spërkatëse. pompat, disavantazhi është kostoja e lartë dhe numri i kufizuar i rigjenerimeve, të përdorura zakonisht në sisteme me kërkesa të larta për qëndrueshmëri në vakum ose shumë të ndjeshme ndaj fushave elektromagnetike.
Përveç kësaj, duke qenë se pompa e aspiratorit nuk kërkon lidhje shtesë të furnizimit me energji përtej aktivizimit fillestar, ajo përdoret gjithashtu në sisteme të mëdha si një pompë ndihmëse për të rritur shpejtësinë e pompimit dhe për të përmirësuar nivelin e vakumit, gjë që mund të thjeshtojë në mënyrë efektive sistemin.

Figura: Presionet e punës për lloje të ndryshme pompash.Shigjetat kafe tregojnë diapazonin maksimal të lejueshëm të presionit të funksionimit dhe pjesët e gjelbra të theksuara tregojnë diapazonin e zakonshëm të presionit të punës.