И. Механичке пумпе
Главна функција механичке пумпе је да обезбеди неопходан предстепени вакуум за покретање турбомолекуларне пумпе.Обично коришћене механичке пумпе укључују углавном вртложне суве пумпе, мембранске пумпе и механичке пумпе заптивене уљем.
Мембранске пумпе имају малу брзину пумпања и углавном се користе за мале молекуларне пумпне сетове због мале величине.
Механичка пумпа затворена уљем је најчешће коришћена механичка пумпа у прошлости, коју карактерише велика брзина пумпања и добар крајњи вакуум, недостатак је опште постојање поврата уља, у системима са ултра високим вакуумом генерално треба да буду опремљени соленоидним вентилом (за спречавање случајног нестанка струје узрокованог повратком уља) и молекуларно сито (ефекат адсорпције).
Последњих година све се више користи сува пумпа са спиралном бојом. Предност је једноставна за употребу и не враћа се у уље, само је брзина пумпања и крајњи вакуум нешто лошији него код механичких пумпи са заптивним уљем.
Механичке пумпе су главни извор буке и вибрација у лабораторији и боље је изабрати пумпу ниске буке и поставити је између опреме где је то могуће, али ово последње често није лако постићи због ограничења радне удаљености.
ИИ.Турбомолекуларне пумпе
Турбо молекуларне пумпе се ослањају на велике брзине ротирајућих лопатица (обично око 1000 обртаја у минути) да би се постигао усмерен ток гаса.Однос издувног притиска пумпе и улазног притиска назива се однос компресије.Однос компресије је повезан са бројем степени пумпе, брзином и врстом гаса, општа молекулска тежина компресије гаса је релативно висока.За крајњи вакуум турбомолекуларне пумпе генерално се сматра да је 10-9-10-10 мбар, а последњих година, уз континуирани напредак технологије молекуларне пумпе, крајњи вакуум је додатно побољшан.
Како се предности турбомолекуларне пумпе остварују само у стању молекуларног протока (стање протока у којем је просечан слободни опсег молекула гаса много већи од максималне величине попречног пресека канала), предстепена вакуум пумпа са радним притиском од 1 до 10-2 Па.Због велике брзине ротације лопатица, молекуларна пумпа може бити оштећена или уништена страним предметима, подрхтавањем, ударом, резонанцом или гасним ударом.За почетнике, најчешћи узрок оштећења је гасни шок узрокован грешкама у раду.Оштећење молекуларне пумпе такође може бити узроковано резонанцом коју покреће механичка пумпа.Ово стање је релативно ретко, али захтева посебну пажњу јер је подмукло и није лако открити.
ИИИ.Јонска пумпа за распршивање
Принцип рада јонске пумпе за распршивање је да користи јоне генерисане Пенинговим пражњењем за бомбардовање титанијумске плоче катоде како би се формирао свеж титанијумски филм, чиме се адсорбују активни гасови и има одређени ефекат сахрањивања на инертне гасове. .Предности јонских пумпи за распршивање су добар крајњи вакуум, без вибрација, без буке, без загађења, зрео и стабилан процес, без одржавања и при истој брзини пумпања (осим инертних гасова), њихова цена је много нижа од молекуларних пумпи, што их чини изузетно широком применом у системима ултра високог вакуума.Обично је нормалан радни циклус јонских пумпи за распршивање више од 10 година.
Јонске пумпе генерално морају да буду изнад 10-7 мбар да би исправно радиле (рад на лошијем вакууму значајно скраћује њихов животни век) и стога им је потребан сет молекуларних пумпи да би обезбедио добар вакуум пре фазе.Уобичајена је пракса да се користи јонска пумпа + ТСП у главној комори и мали молекуларни пумпни сет у улазној комори.Када се пече, отворите спојени вентил за уметање и пустите да мали молекуларни пумпни сет обезбеди предњи вакуум.
Треба напоменути да су јонске пумпе мање способне за адсорпцију инертних гасова и њихова максимална брзина пумпања се донекле разликује од оне код молекуларних пумпи, тако да је за велике запремине испуштања гасова или велике количине инертних гасова неопходан сет молекуларних пумпи.Поред тога, јонска пумпа генерише електромагнетно поље током рада, што може ометати посебно осетљиве системе.
ИВ.Титанијумске сублимационе пумпе
Титанијумске сублимационе пумпе раде тако што се ослањају на испаравање металног титанијума да би се формирао титанијумски филм на зидовима коморе за хемисорпцију.Предности титанијумских сублимационих пумпи су једноставна конструкција, ниска цена, лако одржавање, без зрачења и вибрација.
Титанијумске сублимационе пумпе се обично састоје од 3 титанијумске филаменте (да би се спречило сагоревање) и користе се у комбинацији са молекуларним или јонским пумпама да би се обезбедило одлично уклањање водоника.Оне су најважније вакуум пумпе у опсегу 10-9-10-11 мбар и уграђене су у већину ултра-високих вакуумских комора где су потребни високи нивои вакуума.
Недостатак титанијумских сублимационих пумпи је потреба за редовним распршивањем титанијума, вакуум се погоршава за око 1-2 реда величине током распршивања (у року од неколико минута), стога одређене коморе са специфичним потребама захтевају употребу НЕГ-а.такође, за узорке/уређаје осетљиве на титан, треба водити рачуна да се избегне локација пумпе за сублимацију титанијума.
В. Криогене пумпе
Криогене пумпе се углавном ослањају на физичку адсорпцију на ниским температурама за постизање вакуума, са предностима велике брзине пумпања, без загађења и високог крајњег вакуума.Главни фактори који утичу на брзину пумпања криогених пумпи су температура и површина пумпе.У системима епитаксије великих молекуларних зрака, криогене пумпе се широко користе због високих захтева за крајњим вакуумом.
Недостаци криогених пумпи су велика потрошња течног азота и високи оперативни трошкови.Системи са рециркулационим расхладним уређајима могу се користити без потрошње течног азота, али то са собом носи одговарајуће проблеме потрошње енергије, вибрација и буке.Из тог разлога, криогене пумпе се ређе користе у конвенционалној лабораторијској опреми.
ВИ.Аспираторске пумпе (НЕГ)
Пумпа за усисно средство је једна од најчешће коришћених вакуум пумпи последњих година, њена предност је потпуна употреба хемијске адсорпције, без парне облоге и електромагнетног загађења, која се често користи у комбинацији са молекуларним пумпама да заузме место пумпи за сублимацију титанијума и јона за распршивање пумпе, недостатак је висока цена и ограничен број регенерација, обично се користе у системима са високим захтевима за вакуумску стабилност или високо осетљивим на електромагнетна поља.
Поред тога, пошто аспираторска пумпа не захтева додатну везу са напајањем након почетног активирања, она се такође често користи у великим системима као помоћна пумпа за повећање брзине пумпања и побољшање нивоа вакуума, што може ефикасно поједноставити систем.
Слика ：Радни притисци за различите типове пумпи.Смеђе стрелице показују максимални дозвољени опсег радног притиска, а подебљани зелени делови показују уобичајени опсег радног притиска.
Време поста: 18.11.2022