అల్ట్రా-హై వాక్యూమ్ సిస్టమ్స్‌లో సాధారణంగా ఉపయోగించే పంపులు

I. మెకానికల్ పంపులు
మెకానికల్ పంప్ యొక్క ప్రధాన విధి టర్బోమోలిక్యులర్ పంప్ యొక్క ప్రారంభానికి అవసరమైన ప్రీ-స్టేజ్ వాక్యూమ్‌ను అందించడం.సాధారణంగా ఉపయోగించే మెకానికల్ పంపులలో ప్రధానంగా వోర్టెక్స్ డ్రై పంపులు, డయాఫ్రాగమ్ పంపులు మరియు ఆయిల్ సీల్డ్ మెకానికల్ పంపులు ఉన్నాయి.
డయాఫ్రాగమ్ పంపులు తక్కువ పంపింగ్ వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు సాధారణంగా చిన్న పరిమాణం కారణంగా చిన్న పరమాణు పంపు సెట్‌లకు ఉపయోగిస్తారు.
ఆయిల్-సీల్డ్ మెకానికల్ పంప్ అనేది గతంలో ఎక్కువగా ఉపయోగించిన మెకానికల్ పంప్, ఇది పెద్ద పంపింగ్ వేగం మరియు మంచి అంతిమ వాక్యూమ్‌తో వర్గీకరించబడింది, ప్రతికూలత చమురు రిటర్న్ యొక్క సాధారణ ఉనికి, అల్ట్రా-హై వాక్యూమ్ సిస్టమ్‌లలో సాధారణంగా సోలేనోయిడ్ వాల్వ్‌ను అమర్చాలి. (ఆయిల్ రిటర్న్ వల్ల కలిగే ప్రమాదవశాత్తు విద్యుత్ వైఫల్యాన్ని నివారించడం కోసం) మరియు మాలిక్యులర్ జల్లెడ (శోషణ ప్రభావం).
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, స్క్రోల్ డ్రై పంప్ ఎక్కువగా ఉపయోగించబడింది. ప్రయోజనం ఉపయోగించడానికి సులభమైనది మరియు చమురుకు తిరిగి రాదు, కేవలం పంపింగ్ వేగం మరియు అంతిమ వాక్యూమ్ ఆయిల్-సీల్డ్ మెకానికల్ పంపుల కంటే కొంచెం అధ్వాన్నంగా ఉంది.
మెకానికల్ పంపులు ప్రయోగశాలలో శబ్దం మరియు కంపనానికి ప్రధాన మూలం మరియు తక్కువ శబ్దం పంపును ఎంచుకోవడం మరియు సాధ్యమైన చోట పరికరాల మధ్య ఉంచడం మంచిది, అయితే పని దూర పరిమితుల కారణంగా రెండోది సాధించడం సులభం కాదు.
II.టర్బోమోలిక్యులర్ పంపులు
టర్బో మాలిక్యులర్ పంపులు వాయువు యొక్క దిశాత్మక ప్రవాహాన్ని సాధించడానికి అధిక వేగంతో తిరిగే వ్యాన్‌లపై ఆధారపడతాయి (సాధారణంగా నిమిషానికి సుమారు 1000 విప్లవాలు).పంప్ యొక్క ఎగ్జాస్ట్ పీడనం మరియు ఇన్లెట్ పీడనం యొక్క నిష్పత్తిని కుదింపు నిష్పత్తి అంటారు.కుదింపు నిష్పత్తి పంపు యొక్క దశల సంఖ్య, వేగం మరియు వాయువు రకంకి సంబంధించినది, గ్యాస్ కంప్రెషన్ యొక్క సాధారణ పరమాణు బరువు సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది.టర్బోమోలిక్యులర్ పంప్ యొక్క అంతిమ వాక్యూమ్ సాధారణంగా 10-9-10-10 mbarగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, మాలిక్యులర్ పంప్ టెక్నాలజీ యొక్క నిరంతర పురోగతితో, అంతిమ వాక్యూమ్ మరింత మెరుగుపడింది.
టర్బోమోలిక్యులర్ పంప్ యొక్క ప్రయోజనాలు పరమాణు ప్రవాహ స్థితిలో మాత్రమే గుర్తించబడతాయి (వాయు అణువుల సగటు ఉచిత పరిధి వాహిక క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క గరిష్ట పరిమాణం కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉండే ప్రవాహ స్థితి), ప్రీ-స్టేజ్ వాక్యూమ్ పంప్ 1 నుండి 10-2 Pa యొక్క ఆపరేటింగ్ ఒత్తిడితో అవసరం.వ్యాన్‌ల యొక్క అధిక భ్రమణ వేగం కారణంగా, పరమాణు పంపు విదేశీ వస్తువులు, జిట్టర్, ఇంపాక్ట్, రెసొనెన్స్ లేదా గ్యాస్ షాక్ వల్ల దెబ్బతింటుంది లేదా నాశనం చేయబడుతుంది.ప్రారంభకులకు, నష్టానికి అత్యంత సాధారణ కారణం ఆపరేటింగ్ లోపాల వల్ల గ్యాస్ షాక్.మెకానికల్ పంపు ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ప్రతిధ్వని వల్ల కూడా పరమాణు పంపు దెబ్బతింటుంది.ఈ పరిస్థితి సాపేక్షంగా చాలా అరుదు, కానీ ప్రత్యేక శ్రద్ధ అవసరం ఎందుకంటే ఇది మరింత కృత్రిమమైనది మరియు సులభంగా గుర్తించబడదు.

III.స్పుట్టరింగ్ అయాన్ పంప్
స్పుట్టరింగ్ అయాన్ పంప్ యొక్క పని సూత్రం ఏమిటంటే, కాథోడ్ యొక్క టైటానియం ప్లేట్‌పై బాంబు పేల్చడానికి పెన్నింగ్ డిశ్చార్జ్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అయాన్‌లను ఉపయోగించి తాజా టైటానియం ఫిల్మ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, తద్వారా క్రియాశీల వాయువులను శోషిస్తుంది మరియు జడ వాయువులపై నిర్దిష్ట ఖననం ప్రభావం ఉంటుంది. .అయాన్ పంపులను స్పుట్టరింగ్ చేయడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు మంచి అంతిమ శూన్యత, కంపనం, శబ్దం, కాలుష్యం, పరిపక్వ మరియు స్థిరమైన ప్రక్రియ, నిర్వహణ మరియు అదే పంపింగ్ వేగంతో (జడ వాయువులు మినహా), వాటి ధర పరమాణు పంపుల కంటే చాలా తక్కువ, ఇది వాటిని అల్ట్రా-హై వాక్యూమ్ సిస్టమ్స్‌లో చాలా విస్తృతంగా ఉపయోగించేలా చేస్తుంది.సాధారణంగా స్పుట్టరింగ్ అయాన్ పంపుల యొక్క సాధారణ ఆపరేటింగ్ చక్రం 10 సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ.
అయాన్ పంపులు సరిగ్గా పని చేయడానికి సాధారణంగా 10-7 mbar కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి (అధ్వాన్నమైన వాక్యూమ్‌ల వద్ద పని చేయడం వలన వాటి జీవితకాలం గణనీయంగా తగ్గుతుంది) కాబట్టి మంచి ప్రీ-స్టేజ్ వాక్యూమ్‌ను అందించడానికి మాలిక్యులర్ పంప్ సెట్ అవసరం.ప్రధాన చాంబర్‌లో అయాన్ పంప్ + TSP మరియు ఇన్‌లెట్ చాంబర్‌లో చిన్న మాలిక్యులర్ పంప్ సెట్‌ను ఉపయోగించడం సాధారణ పద్ధతి.బేకింగ్ చేసేటప్పుడు, కనెక్ట్ చేయబడిన ఇన్సర్ట్ వాల్వ్‌ను తెరిచి, చిన్న మాలిక్యులర్ పంప్ సెట్‌ను ముందు వాక్యూమ్‌ను అందించనివ్వండి.
అయాన్ పంపులు జడ వాయువుల శోషణ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉన్నాయని మరియు వాటి గరిష్ట పంపింగ్ వేగం పరమాణు పంపుల కంటే కొంత భిన్నంగా ఉంటుందని గమనించాలి, తద్వారా పెద్ద అవుట్‌గ్యాసింగ్ వాల్యూమ్‌లు లేదా పెద్ద మొత్తంలో జడ వాయువుల కోసం, పరమాణు పంప్ సెట్ అవసరం.అదనంగా, అయాన్ పంప్ ఆపరేషన్ సమయంలో విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది ప్రత్యేకించి సున్నితమైన వ్యవస్థలతో జోక్యం చేసుకోవచ్చు.
IV.టైటానియం సబ్లిమేషన్ పంపులు
టైటానియం సబ్లిమేషన్ పంపులు కెమిసోర్ప్షన్ కోసం ఛాంబర్ గోడలపై టైటానియం ఫిల్మ్‌ను రూపొందించడానికి మెటాలిక్ టైటానియం యొక్క బాష్పీభవనంపై ఆధారపడటం ద్వారా పని చేస్తాయి.టైటానియం సబ్లిమేషన్ పంపుల యొక్క ప్రయోజనాలు సాధారణ నిర్మాణం, తక్కువ ఖర్చు, సులభమైన నిర్వహణ, రేడియేషన్ మరియు కంపన శబ్దం లేదు.
టైటానియం సబ్లిమేషన్ పంపులు సాధారణంగా 3 టైటానియం తంతువులను కలిగి ఉంటాయి (కాలిపోకుండా నిరోధించడానికి) మరియు అద్భుతమైన హైడ్రోజన్ తొలగింపును అందించడానికి పరమాణు లేదా అయాన్ పంపులతో కలిపి ఉపయోగిస్తారు.అవి 10-9-10-11 mbar పరిధిలో అత్యంత ముఖ్యమైన వాక్యూమ్ పంపులు మరియు అధిక వాక్యూమ్ స్థాయిలు అవసరమయ్యే చాలా అల్ట్రా-హై వాక్యూమ్ ఛాంబర్‌లలో అమర్చబడి ఉంటాయి.
టైటానియం సబ్లిమేషన్ పంపుల యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే, టైటానియం యొక్క రెగ్యులర్ స్పుట్టరింగ్ అవసరం, స్పుట్టరింగ్ సమయంలో (కొన్ని నిమిషాల్లో) వాక్యూమ్ మాగ్నిట్యూడ్ 1-2 ఆర్డర్‌ల ద్వారా క్షీణిస్తుంది, కాబట్టి నిర్దిష్ట అవసరాలతో కూడిన కొన్ని గదులకు NEG ఉపయోగించడం అవసరం.అలాగే, టైటానియం సున్నితమైన నమూనాలు/పరికరాల కోసం, టైటానియం సబ్లిమేషన్ పంప్ యొక్క స్థానాన్ని నివారించడానికి జాగ్రత్త తీసుకోవాలి.
V. క్రయోజెనిక్ పంపులు
క్రయోజెనిక్ పంపులు అధిక పంపింగ్ వేగం, కాలుష్యం మరియు అధిక అంతిమ శూన్యత వంటి ప్రయోజనాలతో వాక్యూమ్‌ని పొందేందుకు ప్రధానంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత భౌతిక శోషణపై ఆధారపడతాయి.క్రయోజెనిక్ పంపుల పంపింగ్ వేగాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకాలు ఉష్ణోగ్రత మరియు పంపు యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం.పెద్ద మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ సిస్టమ్స్‌లో, అధిక అంతిమ వాక్యూమ్ అవసరాల కారణంగా క్రయోజెనిక్ పంపులు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.
క్రయోజెనిక్ పంపుల యొక్క ప్రతికూలతలు ద్రవ నత్రజని యొక్క అధిక వినియోగం మరియు అధిక నిర్వహణ ఖర్చులు.లిక్విడ్ నైట్రోజన్‌ని వినియోగించకుండానే రీసర్క్యులేటింగ్ శీతలీకరణతో కూడిన వ్యవస్థలను ఉపయోగించవచ్చు, అయితే ఇది శక్తి వినియోగం, కంపనం మరియు శబ్దం యొక్క సంబంధిత సమస్యలను తెస్తుంది.ఈ కారణంగా, సాంప్రదాయ ప్రయోగశాల పరికరాలలో క్రయోజెనిక్ పంపులు తక్కువగా ఉపయోగించబడతాయి.
VI.ఆస్పిరేటర్ పంపులు (NEG)
చూషణ ఏజెంట్ పంప్ ఇటీవలి సంవత్సరాలలో ఎక్కువగా ఉపయోగించే వాక్యూమ్ పంపులలో ఒకటి, దీని ప్రయోజనం రసాయన శోషణ, ఆవిరి లేపనం మరియు విద్యుదయస్కాంత కాలుష్యం యొక్క పూర్తి ఉపయోగం, తరచుగా టైటానియం సబ్లిమేషన్ పంపులు మరియు స్పుట్టరింగ్ అయాన్ స్థానంలో మాలిక్యులర్ పంపులతో కలిసి ఉపయోగించబడుతుంది. పంపులు, ప్రతికూలత అధిక ధర మరియు పరిమిత సంఖ్యలో పునరుత్పత్తి, సాధారణంగా వాక్యూమ్ స్థిరత్వం లేదా విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలకు అధిక సున్నితత్వం కోసం అధిక అవసరాలు కలిగిన సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
అదనంగా, ఆస్పిరేటర్ పంప్‌కు ప్రారంభ క్రియాశీలతకు మించి అదనపు విద్యుత్ సరఫరా కనెక్షన్ అవసరం లేనందున, ఇది తరచుగా పెద్ద వ్యవస్థలలో పంపింగ్ వేగాన్ని పెంచడానికి మరియు వాక్యూమ్ స్థాయిని మెరుగుపరచడానికి సహాయక పంపుగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది వ్యవస్థను సమర్థవంతంగా సులభతరం చేస్తుంది.

చిత్రం: వివిధ రకాల పంపుల కోసం పని ఒత్తిడి.బ్రౌన్ బాణాలు గరిష్టంగా అనుమతించదగిన ఆపరేటింగ్ ఒత్తిడి పరిధిని చూపుతాయి మరియు బోల్డ్ ఆకుపచ్చ భాగాలు సాధారణ పని ఒత్తిడి పరిధిని చూపుతాయి.