Vaakumpumbad on olulised seadmed paljudes tööstusharudes alates teadusuuringutest kuni tootmiseni ja isegi igapäevastes seadmetes. Nende põhieesmärk on eemaldada suletud ruumist gaasimolekulid, luues seeläbi vaakumi. Kuigi lõppeesmärk on sama, erinevad selle saavutamiseks kasutatavad meetodid oluliselt, mis viib klassifikatsiooninivaakumpumbadkolmeks põhitüübiks, mis põhinevad nende tööpõhimõtetel. Nende erinevuste mõistmine on konkreetse rakenduse jaoks õige pumba valimisel ülioluline.
Tüüp 1: mahuga pumbad
Positiivse nihkega pumbad on ehk kõige intuitiivsem vaakumpumba tüüp, mida iseloomustab nende mehaaniline toime gaasi kinni püüdmiseks ja väljastamiseks.
Tööpõhimõte
Mehaaniline kinnijäämine ja väljasaatmine
Need pumbad püüavad mehaaniliselt kindla koguse gaasi sisselaskeavast, suruvad selle kokku ja väljutavad seejärel läbi väljalaskeava. See protsess on tsükliline, iga käigu või pöördega liigub diskreetne kogus gaasi. Levinud mehhanismide hulka kuuluvad kolvid, pöörlevad labad või membraanid.
Sobib töötlemata kuni keskmise vaakumiga
Positiivse töömahuga pumbadon väga tõhusad vahemikus atmosfäärirõhust kuni keskmise vaakumitasemeni. Neid kasutatakse sageli primaarsete pumpadena rõhu vähendamiseks, enne kui muud tüüpi pumbad saavad kõrgema vaakumitaseme jaoks üle võtta.
Tüüpilised näited ja rakendused
Levinud tüübid: pöörlev laba, membraan, kolbpumbad
Näited hõlmavad pöörlevaid labadega pumbasid, mis kasutavad gaasi pühkimiseks pöörlevat labadega ekstsentrilist rootorit jamembraanpumbad, mis kasutavad imemise ja kokkusurumise loomiseks painduvat diafragmat. Sellesse kategooriasse kuuluvad ka kolbpumbad.
PinMotori mikroõhupumbad
Mikro{0}}pumpade sektoris PinMotor'smikro õhupumbad, sealhulgasmikrovaakumpumbad, on positiivse nihke tehnoloogia peamised näited. Neid kompaktseid ja tõhusaid pumpasid kasutatakse laialdaselt meditsiiniseadmetes, analüütilistes instrumentides ja keskkonnaseireseadmetes, kus need tagavad täpse alarõhku või hõlbustavad gaasiülekannet minisüsteemides.
Tüüp 2: Momentum Transfer pumbad
Impulsi ülekandepumbad töötavad teisel põhimõttel, tuginedes gaasimolekulide liigutamiseks{0}}kiire voolu kineetilisele energiale.
Tööpõhimõte
Kiired{0}}molekulaarsed kokkupõrked
Need pumbad juhivad vaakumkambrisse suure{0}}kiirusega vedelikujoa (sageli õliauru või kiiresti pöörlevaid labasid). Pumba sisenevad gaasimolekulid põrkuvad selle suure-kiirusega vooluga, kogudes hoogu, ja on seega suunatud pumba heitgaasi poole, vaakumkambrist eemale.
Sobib kõrgvaakumiga kuni üli{0}}kõrgvaakumiga
Impulsi ülekandepumbad on kõige tõhusamad madalama rõhu korral ja neid kasutatakse tavaliselt kõrge kuni üli{0}}kõrge vaakumitaseme saavutamiseks. Tavaliselt nõuavad nad aees{0}}pump(väljasurvepump), et kõigepealt vähendada rõhku tasemeni, kus impulsi ülekandepump saab tõhusalt töötada.
Tüüpilised näited ja rakendused
Levinud tüübid: turbomolekulaarpumbad, difusioonpumbad
Turbomolekulaarpumbad kasutavad gaasimolekulidele hoogu andmiseks kiiresti pöörlevaid rootorilabasid, samas kui difusioonipumbad kasutavad gaasimolekulide kaasamiseks suure -kiirusega aurujuga. Mõlemad on väga madala rõhu saavutamiseks üliolulised.
Kasutusalad
Need pumbad on asendamatud valdkondades, mis nõuavad äärmuslikke vaakumtingimusi, nagu teadusuuringud (nt osakeste kiirendid, elektronmikroskoobid), pooljuhtide tootmine ja pinnaanalüüs.
Tüüp 3: Pumbade hõivamine/kinnijäämine
Püüdmis- või kinnipüüdmispumbad eemaldavad füüsikaliselt gaasimolekulid vaakumkambrist adsorptsiooni, kondensatsiooni või keemiliste reaktsioonide kaudu.
Tööpõhimõte
Füüsikaline adsorptsioon või keemiline reaktsioon
Erinevalt kahest teisest tüübist, mis gaasi füüsiliselt liigutavad, on kinnijäämispumbadpüüdagaasimolekulid pumba sees oleval pinnal. See võib toimuda erinevate mehhanismide kaudu:krüopumbadjahutada pinnad äärmiselt madalale temperatuurile, põhjustades gaasimolekulide kondenseerumist ja külmumist;ioonpumbadioniseerida gaasimolekule ja kiirendada need gettermaterjaliks; jagetteri pumbadkasutada gaasimolekulide absorbeerimiseks keemiliselt reageerivaid materjale.
Sobib üli{0}}kõrgvaakumi jaoks
Need pumbad on eriti tõhusad üli-kõrgvaakumi (UHV) ja ülikõrgvaakumi (XUHV) taseme saavutamiseks ja säilitamiseks, kuna need ei vii vaakumkeskkonda liikuvaid osi ega töövedelikke.
Tüüpilised näited ja rakendused
Levinud tüübid: krüopumbad, ioonpumbad, getteripumbad
Krüopumpasid kasutatakse laialdaselt pooljuhtide töötlemise ja ruumi simulatsioonikambrites. Ioonpumpasid eelistatakse nende puhta ja vibratsioonivaba-töö tõttu sellistes rakendustes nagu osakeste kiirendid ja pinnateadus. Getteripumpasid kasutatakse sageli täiendavate pumpadena vaakumitaseme säilitamiseks.
Kasutusalad
Nende peamised rakendused on väga tundlikes keskkondades, kus on vaja madalaimat võimalikku rõhku ja puhtaimat vaakumit, näiteks täiustatud materjaliuuringud, õhukese{0} kile sadestamine ja termotuumasünteesi katsed.
Järeldus: õige vaakumtehnoloogia valimine
Sobiva vaakumpumba valimine on kriitiline otsus, mis sõltub mitmest tegurist, sealhulgas soovitud vaakumitasemest, pumpamise kiirusest, evakueeritava gaasi tüübist, kulukaalutlustest ja konkreetsest kasutuskeskkonnast. Iga vaakumpumba tüüp-positiivne nihkumine, impulsi ülekandmine ja hõivamine-paistavad suurepäraselt erinevates vaakumvahemikes ja rakendustes.