Tyhjiöpumput ovat välttämättömiä laitteita monilla teollisuudenaloilla tieteellisestä tutkimuksesta valmistukseen ja jopa jokapäiväisissä laitteissa. Niiden perustarkoituksena on poistaa kaasumolekyylejä suljetusta tilavuudesta ja luoda näin tyhjiö. Vaikka lopullinen tavoite on sama, tämän saavuttamiseksi käytetyt menetelmät vaihtelevat huomattavasti, mikä johtaa luokitukseentyhjiöpumputkolmeen päätyyppiin niiden toimintaperiaatteiden perusteella. Näiden erojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää oikean pumpun valinnassa tiettyyn käyttötarkoitukseen.
Tyyppi 1: Ylimääräiset syrjäytyspumput
Syrjäytyspumput ovat ehkä intuitiivisin tyhjiöpumpputyyppi, jolle on tunnusomaista niiden mekaaninen toiminta, joka sitoo ja poistaa kaasua.
Toimintaperiaate
Mekaaninen kiinnijääminen ja karkottaminen
Nämä pumput toimivat ottamalla mekaanisesti kiinni tietyn määrän kaasua tuloaukosta, puristamalla sitä ja poistamalla sen sitten ulostulon kautta. Tämä prosessi on syklinen, ja jokainen isku tai kierto siirtää erillisen määrän kaasua. Yleisiä mekanismeja ovat männät, pyörivät siivet tai kalvot.
Soveltuu kovaan ja keskivakuumiin
Positiiviset pumputovat erittäin tehokkaita ilmakehän paineesta keskityhjiöön. Niitä käytetään usein ensisijaisina pumppuina alentamaan painetta, ennen kuin muun tyyppiset pumput voivat ottaa käyttöön korkeammat tyhjiötasot.
Tyypillisiä esimerkkejä ja sovelluksia
Yleiset tyypit: Pyörivä siipi, kalvo, mäntäpumput
Esimerkkejä ovat pyörivät siipipumput, jotka käyttävät pyörivää epäkeskoroottoria siipien kanssa kaasun lakaisuun, jakalvopumput, jotka käyttävät joustavaa kalvoa luomaan imua ja puristusta. Myös mäntäpumput kuuluvat tähän luokkaan.
PinMotorin mikroilmapumput
Mikro{0}}pumppusektorilla PinMotor'smikro-ilmapumput, mukaan lukienmikrotyhjiöpumput, ovat parhaita esimerkkejä positiivisen siirtymän tekniikasta. Näitä kompakteja ja tehokkaita pumppuja käytetään laajalti lääketieteellisissä laitteissa, analyyttisissa instrumenteissa ja ympäristönvalvontalaitteissa, joissa ne tuottavat tarkan alipaineen tai helpottavat kaasun siirtoa minijärjestelmissä.
Tyyppi 2: Momentum-siirtopumput
Vauhdinsiirtopumput toimivat eri periaatteella ja luottavat nopean{0}}virran kineettiseen energiaan kaasumolekyylejä liikuttaessa.
Toimintaperiaate
Nopeat-molekyylitörmäykset
Nämä pumput toimivat tuomalla suuren -nopean nestevirran (usein öljyhöyryä tai nopeasti pyöriviä siipiä) tyhjökammioon. Pumppuun tulevat kaasumolekyylit törmäävät tähän nopeaan-virtaan ja saavat vauhtia, ja ne suuntautuvat siten pumpun pakoputkeen, pois alipainekammiosta.
Soveltuu korkeasta ultra{0}}korkeaan tyhjiöön
Momentinsiirtopumput ovat tehokkaimpia alhaisemmilla paineilla, ja niitä käytetään tyypillisesti korkeiden tai erittäin{0}}korkeiden alipainetasojen saavuttamiseen. Ne vaativat yleensä aetu-pumppu(syrjäytyspumppu) laskeaksesi ensin paineen tasolle, jolla liikemäärän siirtopumppu voi toimia tehokkaasti.
Tyypillisiä esimerkkejä ja sovelluksia
Yleiset tyypit: turbomolekulaariset pumput, diffuusiopumput
Turbomolekulaariset pumput käyttävät nopeasti pyöriviä roottorin siipiä vauhdittamaan kaasumolekyylejä, kun taas diffuusiopumput käyttävät suurinopeuksia{0}}höyrysuihkuja kaasumolekyylien ottamiseksi mukaan. Molemmat ovat tärkeitä erittäin alhaisten paineiden saavuttamiseksi.
Sovellusalueet
Nämä pumput ovat välttämättömiä aloilla, jotka vaativat äärimmäisiä tyhjiöolosuhteita, kuten tieteellisessä tutkimuksessa (esim. hiukkaskiihdyttimet, elektronimikroskoopit), puolijohteiden valmistuksessa ja pinta-analyysissä.
Tyyppi 3: Sieppaus/sulkupumput
Sieppaus- tai sieppauspumput toimivat poistamalla fyysisesti kaasumolekyylejä tyhjiökammiosta adsorption, kondensaation tai kemiallisten reaktioiden kautta.
Toimintaperiaate
Fysikaalinen adsorptio tai kemiallinen reaktio
Toisin kuin kaksi muuta tyyppiä, jotka fyysisesti siirtävät kaasua, sulkupumputkaapatakaasumolekyylejä pumpun sisällä. Tämä voi tapahtua useiden mekanismien kautta:kryopumputjäähdyttää pinnat erittäin alhaisiin lämpötiloihin, jolloin kaasumolekyylit tiivistyvät ja jäätyvät;ionipumputionisoida kaasumolekyylejä ja kiihdyttää ne sitojamateriaaliksi; jagetteripumputkäyttää kemiallisesti reaktiivisia materiaaleja kaasumolekyylien imemiseen.
Soveltuu ultra{0}}korkeaan tyhjiöön
Nämä pumput ovat erityisen tehokkaita ultra-korkean tyhjiön (UHV) ja äärimmäisen ultra-korkean tyhjiön (XUHV) saavuttamisessa ja ylläpitämisessä, koska ne eivät johda liikkuvia osia tai työnesteitä alipaineympäristöön.
Tyypillisiä esimerkkejä ja sovelluksia
Yleiset tyypit: Kryopumput, ionipumput, Getter-pumput
Kryopumppuja käytetään laajalti puolijohteiden käsittelyssä ja avaruuden simulointikammioissa. Ionipumppuja suositaan puhtaan, tärinättömän-käyttönsä vuoksi sovelluksissa, kuten hiukkaskiihdytin ja pintatiede. Getter-pumppuja käytetään usein lisäpumppuina alipainetason ylläpitämiseksi.
Sovellusalueet
Niiden ensisijaiset sovellukset ovat erittäin herkissä ympäristöissä, joissa vaaditaan alhaisia mahdollisia paineita ja puhtainta tyhjiötä, kuten edistyneessä materiaalitutkimuksessa, ohutkalvopinnoituksessa ja fuusioenergiakokeissa.
Johtopäätös: oikean tyhjiötekniikan valinta
Sopivan tyhjiöpumpun valinta on kriittinen päätös, joka riippuu useista tekijöistä, kuten halutusta alipainetasosta, pumppausnopeudesta, poistettavan kaasun tyypistä, kustannusnäkökohdista ja erityisestä sovellusympäristöstä. Kukin tyhjiöpumppu-positiivinen syrjäytyminen, liikemäärän siirto ja talteenotto-soveltuvat erinomaisesti erilaisiin tyhjiöalueisiin ja sovelluksiin.