عام طور پر الٹرا ہائی ویکیوم سسٹمز میں استعمال ہونے والے پمپ

I. مکینیکل پمپ
مکینیکل پمپ کا بنیادی کام ٹربومولیکولر پمپ کے آغاز کے لیے ضروری پری سٹیج ویکیوم فراہم کرنا ہے۔عام طور پر استعمال ہونے والے مکینیکل پمپوں میں بنیادی طور پر وورٹیکس ڈرائی پمپ، ڈایافرام پمپ اور تیل پر مہر بند مکینیکل پمپ شامل ہیں۔
ڈایافرام پمپ میں پمپنگ کی رفتار کم ہوتی ہے اور چھوٹے سائز کی وجہ سے عام طور پر چھوٹے مالیکیولر پمپ سیٹ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
تیل سے بند مکینیکل پمپ ماضی میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا مکینیکل پمپ ہے، جس کی خصوصیت بڑی پمپنگ کی رفتار اور اچھے حتمی ویکیوم سے ہوتی ہے، نقصان تیل کی واپسی کا عام وجود ہے، الٹرا ہائی ویکیوم سسٹم میں عام طور پر سولینائیڈ والو سے لیس ہونے کی ضرورت ہوتی ہے۔ (تیل کی واپسی کی وجہ سے بجلی کی حادثاتی ناکامی کو روکنے کے لیے) اور سالماتی چھلنی (جذب اثر)۔
حالیہ برسوں میں، اسکرول ڈرائی پمپ کا زیادہ استعمال کیا جاتا ہے۔ فائدہ استعمال کرنا آسان ہے اور تیل پر واپس نہیں آتا، صرف پمپنگ کی رفتار اور حتمی ویکیوم تیل سے بند مکینیکل پمپوں سے قدرے خراب ہے۔
مکینیکل پمپ لیبارٹری میں شور اور کمپن کا ایک اہم ذریعہ ہیں اور کم شور والے پمپ کا انتخاب کرنا اور جہاں ممکن ہو اسے آلات کے درمیان رکھنا بہتر ہے، لیکن کام کے فاصلے کی پابندیوں کی وجہ سے مؤخر الذکر کو حاصل کرنا اکثر آسان نہیں ہوتا ہے۔
IIٹربومولیکولر پمپ
ٹربو مالیکیولر پمپ گیس کے دشاتمک بہاؤ کو حاصل کرنے کے لیے تیز رفتار گھومنے والی وینز (عام طور پر تقریباً 1000 انقلابات فی منٹ) پر انحصار کرتے ہیں۔پمپ کے ایگزاسٹ پریشر اور انلیٹ پریشر کے تناسب کو کمپریشن ریشو کہا جاتا ہے۔کمپریشن کا تناسب پمپ کے مراحل کی تعداد، رفتار اور گیس کی قسم سے متعلق ہے، گیس کمپریشن کا عمومی مالیکیولر وزن نسبتاً زیادہ ہے۔ٹربومولیکولر پمپ کا حتمی ویکیوم عام طور پر 10-9-10-10 mbar سمجھا جاتا ہے، اور حالیہ برسوں میں، مالیکیولر پمپ ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی کے ساتھ، حتمی ویکیوم کو مزید بہتر کیا گیا ہے۔
چونکہ ٹربومولیکولر پمپ کے فوائد صرف مالیکیولر فلو سٹیٹ (ایک فلو سٹیٹ جس میں گیس کے مالیکیولز کی اوسط فری رینج ڈکٹ کراس سیکشن کے زیادہ سے زیادہ سائز سے کہیں زیادہ ہوتی ہے) میں ہی محسوس کی جاتی ہے، ایک پری سٹیج ویکیوم پمپ 1 سے 10-2 Pa کے آپریٹنگ پریشر کے ساتھ ضروری ہے۔وینز کی تیز گردشی رفتار کی وجہ سے، مالیکیولر پمپ غیر ملکی اشیاء، گھمبیر، اثر، گونج یا گیس کے جھٹکے سے خراب یا تباہ ہو سکتا ہے۔ابتدائی افراد کے لیے، نقصان کی سب سے عام وجہ آپریٹنگ غلطیوں کی وجہ سے گیس کا جھٹکا ہے۔ایک مالیکیولر پمپ کو نقصان میکینیکل پمپ کی طرف سے شروع ہونے والی گونج کی وجہ سے بھی ہو سکتا ہے۔یہ حالت نسبتاً نایاب ہے لیکن خاص توجہ کی ضرورت ہے کیونکہ یہ زیادہ کپٹی ہے اور آسانی سے پتہ نہیں چل پاتی۔

IIIسپٹرنگ آئن پمپ
سپٹرنگ آئن پمپ کا کام کرنے والا اصول یہ ہے کہ پیننگ ڈسچارج سے پیدا ہونے والے آئنوں کو کیتھوڈ کی ٹائٹینیم پلیٹ پر بمباری کرکے ایک تازہ ٹائٹینیم فلم بناتی ہے، اس طرح فعال گیسوں کو جذب کرتی ہے اور اس کے ساتھ ساتھ غیر فعال گیسوں پر بھی ایک خاص اثر ڈالتا ہے۔ .سپٹرنگ آئن پمپ کے فوائد یہ ہیں کہ اچھا حتمی ویکیوم، کوئی کمپن نہیں، کوئی شور نہیں، کوئی آلودگی نہیں، ایک پختہ اور مستحکم عمل، کوئی دیکھ بھال نہیں اور اسی پمپنگ کی رفتار سے (سوائے انرٹ گیسوں کے)، ان کی قیمت مالیکیولر پمپوں سے بہت کم ہے، جس کی وجہ سے وہ انتہائی ہائی ویکیوم سسٹمز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔عام طور پر سپٹرنگ آئن پمپ کا عام آپریٹنگ سائیکل 10 سال سے زیادہ ہوتا ہے۔
آئن پمپ کو عام طور پر ٹھیک سے کام کرنے کے لیے 10-7 mbar سے اوپر ہونے کی ضرورت ہوتی ہے (خراب ویکیوم پر کام کرنے سے ان کی زندگی میں نمایاں طور پر کمی واقع ہوتی ہے) اور اس لیے ایک اچھا پری سٹیج ویکیوم فراہم کرنے کے لیے مالیکیولر پمپ سیٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔مرکزی چیمبر میں آئن پمپ + ٹی ایس پی اور انلیٹ چیمبر میں ایک چھوٹا مالیکیولر پمپ استعمال کرنا عام رواج ہے۔بیکنگ کرتے وقت، منسلک انسرٹ والو کو کھولیں اور چھوٹے مالیکیولر پمپ سیٹ کو سامنے کا خلا فراہم کرنے دیں۔
واضح رہے کہ آئن پمپ غیر فعال گیسوں کو جذب کرنے کی کم صلاحیت رکھتے ہیں اور ان کی زیادہ سے زیادہ پمپنگ کی رفتار مالیکیولر پمپوں سے کچھ مختلف ہوتی ہے، اس لیے بڑی مقدار میں خارج ہونے والی گیسوں یا غیر فعال گیسوں کی بڑی مقدار کے لیے ایک مالیکیولر پمپ سیٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔اس کے علاوہ، آئن پمپ آپریشن کے دوران ایک برقی مقناطیسی میدان پیدا کرتا ہے، جو خاص طور پر حساس نظاموں میں مداخلت کر سکتا ہے۔
چہارمٹائٹینیم sublimation پمپ
ٹائٹینیم سبلیمیشن پمپ کیمیسورپشن کے لیے چیمبر کی دیواروں پر ٹائٹینیم فلم بنانے کے لیے دھاتی ٹائٹینیم کے بخارات پر انحصار کرتے ہوئے کام کرتے ہیں۔ٹائٹینیم سبلیمیشن پمپ کے فوائد میں سادہ تعمیر، کم لاگت، آسان دیکھ بھال، کوئی تابکاری اور کوئی کمپن شور نہیں ہے۔
ٹائٹینیم سبلیمیشن پمپ عام طور پر 3 ٹائٹینیم فلیمینٹس پر مشتمل ہوتے ہیں (جلنے سے بچنے کے لیے) اور ان کا استعمال سالماتی یا آئن پمپ کے ساتھ مل کر بہترین ہائیڈروجن ہٹانے کے لیے کیا جاتا ہے۔یہ 10-9-10-11 mbar رینج میں سب سے اہم ویکیوم پمپ ہیں اور زیادہ تر الٹرا ہائی ویکیوم چیمبرز میں نصب ہیں جہاں ویکیوم لیول کی ضرورت ہوتی ہے۔
ٹائٹینیم سبلیمیشن پمپس کا نقصان ٹائٹینیم کے باقاعدگی سے تھوکنے کی ضرورت ہے، ویکیوم پھٹنے کے دوران تقریباً 1-2 آرڈرز کی شدت سے بگڑ جاتا ہے (چند منٹوں میں)، اس لیے مخصوص ضروریات کے ساتھ مخصوص چیمبروں میں این ای جی کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔اس کے علاوہ، ٹائٹینیم حساس نمونوں/آلات کے لیے، ٹائٹینیم سبلیمیشن پمپ کے مقام سے بچنے کا خیال رکھنا چاہیے۔
V. کریوجینک پمپ
کریوجینک پمپ بنیادی طور پر ویکیوم حاصل کرنے کے لیے کم درجہ حرارت کے جسمانی جذب پر انحصار کرتے ہیں، جس میں پمپنگ کی تیز رفتار، کوئی آلودگی اور اعلیٰ حتمی ویکیوم کے فوائد ہیں۔کرائیوجینک پمپ کے پمپنگ کی رفتار کو متاثر کرنے والے اہم عوامل درجہ حرارت اور پمپ کی سطح کا رقبہ ہیں۔بڑے مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی سسٹمز میں، کرائیوجینک پمپ بڑے پیمانے پر ویکیوم کی اعلی ضروریات کی وجہ سے استعمال ہوتے ہیں۔
کرائیوجینک پمپ کے نقصانات مائع نائٹروجن کی زیادہ کھپت اور اعلی آپریٹنگ اخراجات ہیں۔دوبارہ گردش کرنے والے چلرز والے نظام مائع نائٹروجن استعمال کیے بغیر استعمال کیے جا سکتے ہیں، لیکن یہ اپنے ساتھ توانائی کی کھپت، کمپن اور شور کے متعلقہ مسائل لاتا ہے۔اس وجہ سے، روایتی لیبارٹری کے آلات میں کرائیوجینک پمپ کم استعمال ہوتے ہیں۔
VIایسپریٹر پمپس (این ای جی)
سکشن ایجنٹ پمپ حالیہ برسوں میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ویکیوم پمپوں میں سے ایک ہے، اس کا فائدہ کیمیائی جذب کا مکمل استعمال، بخارات کی چڑھانا اور برقی مقناطیسی آلودگی نہیں ہے، جو اکثر مالیکیولر پمپ کے ساتھ مل کر ٹائٹینیم سبلیمیشن پمپس اور سپٹرنگ آئن کی جگہ لینے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ پمپ، نقصان زیادہ لاگت اور محدود تعداد میں تخلیق نو ہے، جو عام طور پر ویکیوم استحکام کے لیے اعلیٰ تقاضوں یا برقی مقناطیسی شعبوں کے لیے انتہائی حساس نظاموں میں استعمال ہوتے ہیں۔
اس کے علاوہ، چونکہ ایسپریٹر پمپ کو ابتدائی ایکٹیویشن کے بعد بجلی کی فراہمی کے اضافی کنکشن کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، اس لیے اسے اکثر بڑے سسٹمز میں ایک معاون پمپ کے طور پر پمپنگ کی رفتار بڑھانے اور ویکیوم لیول کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو نظام کو مؤثر طریقے سے آسان بنا سکتا ہے۔

تصویر: مختلف قسم کے پمپوں کے لیے کام کرنے کا دباؤ۔بھورے تیر زیادہ سے زیادہ قابل اجازت آپریٹنگ پریشر کی حد کو ظاہر کرتے ہیں اور بولڈ سبز حصے کام کرنے والے دباؤ کی حد کو ظاہر کرتے ہیں۔