Вакуумні насоси є важливими пристроями в багатьох галузях промисловості, від наукових досліджень до виробництва, і навіть у побутових приладах. Їхнє основне призначення полягає у видаленні молекул газу із закритого об’єму, створюючи таким чином вакуум. Хоча кінцева мета однакова, методи, які використовуються для її досягнення, значно відрізняються, що призводить до класифікаціївакуумні насосина три основні типи за принципом їх роботи. Розуміння цих відмінностей має вирішальне значення для вибору правильного насоса для конкретного застосування.
Тип 1: об'ємні насоси
Об’ємні насоси є, мабуть, найбільш інтуїтивно зрозумілим типом вакуумних насосів, які характеризуються своєю механічною дією для захоплення та видалення газу.
Принцип роботи
Механічне захоплення та вигнання
Ці насоси працюють, механічно захоплюючи фіксований об’єм газу з входу, стискаючи його, а потім видаляючи через вихід. Цей процес є циклічним, коли кожен удар або обертання переміщує дискретну кількість газу. Звичайні механізми включають поршні, обертові лопатки або діафрагми.
Підходить для грубого та середнього вакууму
Об'ємні насосидуже ефективні в діапазоні від атмосферного тиску до середнього рівня вакууму. Вони часто використовуються як основні насоси для зниження тиску, перш ніж інші типи насосів зможуть взяти на себе роботу для більш високого рівня вакууму.
Типові приклади та застосування
Поширені типи: роторно-лопатеві, діафрагмові, поршневі насоси
Приклади включають роторно-лопатеві насоси, які використовують обертовий ексцентричний ротор із лопатями для поглинання газу тадіафрагмові насоси, які використовують гнучку діафрагму для створення всмоктування та стиснення. Поршневі насоси також відносяться до цієї категорії.
Мікроповітряні насоси PinMotor
У секторі мікро-насосів PinMotorмікроповітряні насоси, в тому числімікровакуумні насоси, є яскравими прикладами технології позитивного зміщення. Ці компактні та ефективні насоси широко використовуються в медичних пристроях, аналітичних приладах та обладнанні для моніторингу навколишнього середовища, де вони забезпечують точний негативний тиск або полегшують передачу газу в мініатюрних системах.
Тип 2: Насоси передачі імпульсу
Насоси передачі імпульсу працюють за іншим принципом, покладаючись на кінетичну енергію високо-швидкісного потоку для переміщення молекул газу.
Принцип роботи
Високошвидкісні-зіткнення молекул
Ці насоси функціонують, вводячи -швидкісний потік рідини (часто масляної пари або швидко обертових лопатей) у вакуумну камеру. Молекули газу, що надходять у насос, стикаються з цим високо-швидкісним потоком, набираючи обертів, і, таким чином, спрямовуються до вихлопу насоса, подалі від вакуумної камери.
Підходить для високого та над-високого вакууму
Насоси передачі імпульсу є найефективнішими за нижчих тисків і зазвичай використовуються для досягнення високого та над-високого рівня вакууму. Зазвичай вони вимагають aпередній-насос(об’ємний насос), щоб спочатку знизити тиск до рівня, коли насос передачі імпульсу може працювати ефективно.
Типові приклади та застосування
Поширені типи: турбомолекулярні насоси, дифузійні насоси
Турбомолекулярні насоси використовують швидко обертові лопаті ротора, щоб надати імпульс молекулам газу, тоді як дифузійні насоси використовують високо{0}}швидкісні струмені пари, щоб захопити молекули газу. Обидва мають вирішальне значення для досягнення дуже низького тиску.
Сфери застосування
Ці насоси незамінні в галузях, що вимагають екстремальних умов вакууму, таких як наукові дослідження (наприклад, прискорювачі частинок, електронні мікроскопи), виробництво напівпровідників та аналіз поверхні.
Тип 3: Захоплюючі/захоплюючі насоси
Насоси для захоплення або захоплення працюють шляхом фізичного видалення молекул газу з вакуумної камери шляхом адсорбції, конденсації або хімічних реакцій.
Принцип роботи
Фізична адсорбція або хімічна реакція
На відміну від двох інших типів, які фізично переміщують газ, уловлюючі насосизахопленнямолекули газу на поверхні всередині насоса. Це може відбуватися через різні механізми:кріонасосиохолоджувати поверхні до надзвичайно низьких температур, спричиняючи конденсацію та замерзання молекул газу;іонні насосиіонізувати молекули газу та прискорювати їх до геттерного матеріалу; ігеттерні насосивикористовувати хімічно реактивні матеріали для поглинання молекул газу.
Підходить для над-високого вакууму
Ці насоси особливо ефективні для досягнення та підтримки рівнів ультра-високого вакууму (UHV) і екстремального ультра-високого вакууму (XUHV), оскільки вони не вводять рухомих частин або робочих рідин у вакуумне середовище.
Типові приклади та застосування
Поширені типи: кріонасоси, іонні насоси, гетерні насоси
Кріонасоси широко використовуються в камерах обробки напівпровідників і космічного моделювання. Іонні насоси користуються перевагою через їх чисту роботу-без вібрації в таких програмах, як прискорювачі частинок і дослідження поверхні. Геттерні насоси часто використовуються як додаткові насоси для підтримки рівня вакууму.
Сфери застосування
Їхнє головне застосування – у дуже чутливих середовищах, де потрібний найнижчий можливий тиск і найчистіший вакуум, як-от у передових дослідженнях матеріалів, осадженні тонких -плівок і експериментах із термоядерною енергією.
Висновок: вибір правильної вакуумної технології
Вибір відповідного вакуумного насоса є критичним рішенням, яке залежить від кількох факторів, у тому числі від бажаного рівня вакууму, швидкості відкачування, типу газу, який потрібно відкачати, міркувань щодо вартості та конкретного середовища застосування. Кожен тип вакуумного насоса-об’ємного об’єму, передачі імпульсу та захоплення-відзначається в різних діапазонах вакууму та застосуванні.