अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम सिस्टममध्ये सामान्यतः वापरले जाणारे पंप

I. यांत्रिक पंप
टर्बोमॉलिक्युलर पंप सुरू करण्यासाठी आवश्यक पूर्व-स्टेज व्हॅक्यूम प्रदान करणे हे यांत्रिक पंपचे मुख्य कार्य आहे.सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या यांत्रिक पंपांमध्ये प्रामुख्याने व्हर्टेक्स ड्राय पंप, डायाफ्राम पंप आणि तेल सीलबंद यांत्रिक पंप यांचा समावेश होतो.
डायाफ्राम पंपांचा पंपिंग वेग कमी असतो आणि लहान आकारामुळे सामान्यत: लहान आण्विक पंप सेटसाठी वापरला जातो.
तेल-सीलबंद यांत्रिक पंप हा भूतकाळातील सर्वात जास्त वापरला जाणारा यांत्रिक पंप आहे, जो मोठ्या पंपिंग गती आणि चांगल्या अंतिम व्हॅक्यूमद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, गैरसोय म्हणजे तेल रिटर्नचे सामान्य अस्तित्व आहे, अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम सिस्टममध्ये सामान्यतः सोलेनोइड वाल्वसह सुसज्ज असणे आवश्यक आहे. (तेल परत येण्यामुळे होणारी अपघाती वीज निकामी टाळण्यासाठी) आणि आण्विक चाळणी (शोषण प्रभाव).
अलिकडच्या वर्षांत, स्क्रोल ड्राय पंप अधिक वापरला जातो. फायदा वापरण्यास सोपा आहे आणि तेल परत येत नाही, फक्त पंपिंग गती आणि अंतिम व्हॅक्यूम तेल-सीलबंद यांत्रिक पंपांपेक्षा किंचित वाईट आहे.
यांत्रिक पंप हे प्रयोगशाळेत आवाज आणि कंपनाचे मुख्य स्त्रोत आहेत आणि कमी आवाजाचा पंप निवडणे आणि शक्य असेल तेथे उपकरणांमध्ये ठेवणे चांगले आहे, परंतु नंतरचे कार्य अंतरावरील निर्बंधांमुळे साध्य करणे सोपे नसते.
II.टर्बोमॉलिक्युलर पंप
वायूचा दिशात्मक प्रवाह साध्य करण्यासाठी टर्बो आण्विक पंप उच्च वेगाने फिरणाऱ्या वेन्सवर (सामान्यत: सुमारे 1000 आवर्तन प्रति मिनिट) अवलंबून असतात.पंपच्या एक्झॉस्ट प्रेशर आणि इनलेट प्रेशरच्या गुणोत्तराला कॉम्प्रेशन रेशो म्हणतात.कॉम्प्रेशन रेशो पंपच्या टप्प्यांची संख्या, वेग आणि वायूच्या प्रकाराशी संबंधित आहे, गॅस कॉम्प्रेशनचे सामान्य आण्विक वजन तुलनेने जास्त आहे.टर्बोमॉलेक्युलर पंपचे अंतिम व्हॅक्यूम सामान्यतः 10-9-10-10 mbar मानले जाते आणि अलिकडच्या वर्षांत, आण्विक पंप तंत्रज्ञानाच्या सतत प्रगतीसह, अंतिम व्हॅक्यूममध्ये आणखी सुधारणा झाली आहे.
टर्बोमॉलेक्युलर पंपचे फायदे केवळ आण्विक प्रवाह अवस्थेत (एक प्रवाह स्थिती ज्यामध्ये वायूच्या रेणूंची सरासरी मुक्त श्रेणी डक्ट क्रॉस-सेक्शनच्या कमाल आकारापेक्षा जास्त असते), प्री-स्टेज व्हॅक्यूम पंप 1 ते 10-2 Pa च्या ऑपरेटिंग प्रेशरसह आवश्यक आहे.वेन्सच्या उच्च घूर्णन गतीमुळे, आण्विक पंप परदेशी वस्तू, जिटर, प्रभाव, अनुनाद किंवा गॅस शॉकमुळे खराब किंवा नष्ट होऊ शकतो.नवशिक्यांसाठी, हानीचे सर्वात सामान्य कारण म्हणजे ऑपरेटिंग त्रुटींमुळे गॅस शॉक.आण्विक पंपाचे नुकसान देखील यांत्रिक पंपद्वारे सुरू झालेल्या रेझोनान्समुळे होऊ शकते.ही स्थिती तुलनेने दुर्मिळ आहे परंतु विशेष लक्ष देणे आवश्यक आहे कारण ती अधिक कपटी आहे आणि सहज सापडत नाही.

III.स्पटरिंग आयन पंप
स्पटरिंग आयन पंपाचे कार्य तत्त्व म्हणजे पेनिंग डिस्चार्जद्वारे तयार केलेल्या आयनचा वापर करून कॅथोडच्या टायटॅनियम प्लेटवर ताजी टायटॅनियम फिल्म तयार करणे, अशा प्रकारे सक्रिय वायू शोषून घेतात आणि जड वायूंवर विशिष्ट दफन प्रभाव पडतो. .स्पटरिंग आयन पंपांचे फायदे चांगले अंतिम व्हॅक्यूम, कंपन नाही, आवाज नाही, प्रदूषण नाही, परिपक्व आणि स्थिर प्रक्रिया, देखभाल नाही आणि त्याच पंपिंग गतीने (अक्रिय वायू वगळता), त्यांची किंमत आण्विक पंपांपेक्षा खूपच कमी आहे, ज्यामुळे ते अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम सिस्टीममध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.सामान्यतः स्पटरिंग आयन पंपचे सामान्य ऑपरेटिंग चक्र 10 वर्षांपेक्षा जास्त असते.
आयन पंप योग्यरित्या कार्य करण्यासाठी साधारणपणे 10-7 mbar पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे (खराब व्हॅक्यूममध्ये काम केल्याने त्यांचे आयुष्य लक्षणीयरीत्या कमी होते) आणि त्यामुळे एक चांगला प्री-स्टेज व्हॅक्यूम प्रदान करण्यासाठी आण्विक पंप सेट आवश्यक आहे.मुख्य चेंबरमध्ये आयन पंप + टीएसपी आणि इनलेट चेंबरमध्ये एक लहान आण्विक पंप वापरणे सामान्य आहे.बेकिंग करताना, जोडलेले इन्सर्ट व्हॉल्व्ह उघडा आणि लहान आण्विक पंप सेटला समोरचा व्हॅक्यूम देऊ द्या.
हे लक्षात घेतले पाहिजे की आयन पंप अक्रिय वायूंचे शोषण करण्यास कमी सक्षम असतात आणि त्यांचा जास्तीत जास्त पंपिंग वेग आण्विक पंपांपेक्षा काहीसा वेगळा असतो, त्यामुळे मोठ्या प्रमाणात बाहेर पडणारे वायू किंवा अक्रिय वायूंच्या मोठ्या प्रमाणासाठी, आण्विक पंप संच आवश्यक असतो.याव्यतिरिक्त, आयन पंप ऑपरेशन दरम्यान इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड व्युत्पन्न करते, जे विशेषतः संवेदनशील प्रणालींमध्ये व्यत्यय आणू शकते.
IV.टायटॅनियम सबलिमेशन पंप
टायटॅनियम सब्लिमेशन पंप केमिसॉर्प्शनसाठी चेंबरच्या भिंतींवर टायटॅनियम फिल्म तयार करण्यासाठी धातूच्या टायटॅनियमच्या बाष्पीभवनावर अवलंबून राहून कार्य करतात.टायटॅनियम सब्लिमेशन पंप्सचे फायदे म्हणजे साधे बांधकाम, कमी खर्च, सुलभ देखभाल, कोणतेही रेडिएशन आणि कंपनाचा आवाज नाही.
टायटॅनियम सबलिमेशन पंपमध्ये सामान्यतः 3 टायटॅनियम फिलामेंट्स असतात (जळणे टाळण्यासाठी) आणि उत्कृष्ट हायड्रोजन काढून टाकण्यासाठी आण्विक किंवा आयन पंपांच्या संयोजनात वापरले जातात.ते 10-9-10-11 mbar श्रेणीतील सर्वात महत्वाचे व्हॅक्यूम पंप आहेत आणि बहुतेक अति-उच्च व्हॅक्यूम चेंबरमध्ये बसवले जातात जेथे उच्च व्हॅक्यूम पातळी आवश्यक असते.
टायटॅनियम सबलिमेशन पंपचा तोटा म्हणजे टायटॅनियमचे नियमित थुंकणे आवश्यक आहे, स्पटरिंग दरम्यान व्हॅक्यूम सुमारे 1-2 ऑर्डरने (काही मिनिटांत) खराब होतो, म्हणून विशिष्ट गरजा असलेल्या विशिष्ट कक्षांना एनईजी वापरण्याची आवश्यकता असते.तसेच, टायटॅनियम संवेदनशील नमुने/उपकरणांसाठी, टायटॅनियम सबलिमेशन पंपचे स्थान टाळण्यासाठी काळजी घेतली पाहिजे.
V. क्रायोजेनिक पंप
उच्च पंपिंग गती, कोणतेही प्रदूषण आणि उच्च अंतिम व्हॅक्यूम या फायद्यांसह, व्हॅक्यूम मिळविण्यासाठी क्रायोजेनिक पंप प्रामुख्याने कमी तापमानाच्या भौतिक शोषणावर अवलंबून असतात.क्रायोजेनिक पंपांच्या पंपिंग गतीवर परिणाम करणारे मुख्य घटक म्हणजे तापमान आणि पंपाचे पृष्ठभाग क्षेत्र.मोठ्या आण्विक बीम एपिटॅक्सी प्रणालींमध्ये, उच्च अंतिम व्हॅक्यूम आवश्यकतांमुळे क्रायोजेनिक पंप मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
क्रायोजेनिक पंपांचे तोटे म्हणजे द्रव नायट्रोजनचा उच्च वापर आणि उच्च परिचालन खर्च.रीक्रिक्युलेटिंग चिलर असलेल्या सिस्टीमचा वापर लिक्विड नायट्रोजन न करता करता येतो, परंतु यामुळे ऊर्जेचा वापर, कंपन आणि आवाजाच्या संबंधित समस्या येतात.या कारणास्तव, पारंपारिक प्रयोगशाळा उपकरणांमध्ये क्रायोजेनिक पंप कमी प्रमाणात वापरले जातात.
सहावा.ऍस्पिरेटर पंप (NEG)
सक्शन एजंट पंप हा अलिकडच्या वर्षांत अधिक वापरल्या जाणार्‍या व्हॅक्यूम पंपांपैकी एक आहे, त्याचा फायदा म्हणजे रासायनिक शोषणाचा संपूर्ण वापर, बाष्प प्लेटिंग आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रदूषण नाही, बहुतेकदा टायटॅनियम सबलिमेशन पंप आणि स्पटरिंग आयनची जागा घेण्यासाठी आण्विक पंपांच्या संयोगाने वापरला जातो. पंप, गैरसोय म्हणजे उच्च किंमत आणि पुनर्जन्मांची मर्यादित संख्या, सामान्यत: व्हॅक्यूम स्थिरतेसाठी उच्च आवश्यकता असलेल्या किंवा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डसाठी अत्यंत संवेदनशील असलेल्या सिस्टममध्ये वापरली जाते.
याव्यतिरिक्त, ऍस्पिरेटर पंपला सुरुवातीच्या सक्रियतेच्या पलीकडे अतिरिक्त वीज पुरवठा कनेक्शनची आवश्यकता नसल्यामुळे, पंपिंग गती वाढवण्यासाठी आणि व्हॅक्यूम पातळी सुधारण्यासाठी मोठ्या प्रणालींमध्ये सहाय्यक पंप म्हणून देखील त्याचा वापर केला जातो, ज्यामुळे प्रणाली प्रभावीपणे सुलभ होऊ शकते.

आकृती: विविध प्रकारच्या पंपांसाठी कार्यरत दबाव.तपकिरी बाण कमाल परवानगीयोग्य ऑपरेटिंग प्रेशर रेंज दाखवतात आणि ठळक हिरवे भाग सामान्य कामकाजाच्या दाबाची श्रेणी दाखवतात.