Pompa turbomolekuler: apa yang perlu Anda ketahui 11 November 2020
6 MIN READ
Jika Anda memiliki aplikasi vakum tinggi yang memerlukan kecepatan pemompaan antara 50 l/s dan 3000 l/s dan kontaminasi minimal dari pompa, maka pompa turbomolekuler adalah pilihan yang jelas.
Pompa turbomolekuler vs. pompa lain
Kecepatan pemompaan terendah dari jenis pompa vakum tinggi utama lainnya, yaitu pompa difusi dan kriogenik, adalah sekitar 3000 l/dtk. Selain itu, pompa difusi dapat menjadi sumber kontaminasi oli, sementara pompa kriogenik memerlukan regenerasi secara berkala.
Pompa turbo diklasifikasikan sebagai pompa kinetik dan memerlukan pompa vakum awal.
Turbo berfungsi dengan memberikan momentum pada molekul dan atom gas melalui tabrakan dengan permukaan rotor yang berputar cepat, sehingga mengontrol aliran gas sedemikian rupa sehingga gas diangkut ke port pembuangan pompa.
Prinsip pompa turbomolekuler
Pompa turbomolekuler (TMP) adalah pompa molekuler yang rotornya terdiri dari cakram dengan saluran pengangkut gas. Cakram ini berputar di antara cakram stator yang sesuai.
Cakram dengan saluran konveyor = bidang pisau yang berputar
Cakram stator = bidang bilah tetap
Kecepatan ujung rotor mendekati nilai kecepatan bebas rata-rata spesies gas yang dipadatkan. Semakin ringan gas, semakin tinggi kecepatan termalnya. Dengan demikian, helium memiliki kecepatan 1245 m/s, sedangkan udara dengan kepadatan lebih tinggi memiliki kecepatan rata-rata 463 m/s. Hal ini menghasilkan TMP dengan rasio kompresi yang lebih rendah untuk gas yang lebih ringan.
Awalnya 2 set bantalan yang ditampilkan dalam skema di bawah ini adalah desain mekanis konvensional. Bantalan ini memerlukan penggantian berkala - biasanya setiap 2-3 tahun, tergantung pada aplikasi. Namun, desain ini jarang terjadi saat ini, dan sekarang ada dua jenis bantalan yang digunakan:
Versi hibrida yang terdiri dari satu bantalan mekanis dan satu bantalan bebas gesekan magnetik permanen
2 set bantalan magnetik aktif bebas gesekan
Versi hibrida menghasilkan biaya pemeliharaan yang lebih rendah, dengan hanya satu bantalan gesekan mekanis yang perlu diganti.
Varian magnetik aktif umumnya menawarkan kecepatan pemompaan tertinggi dan disukai dalam proses yang lebih menuntut seperti proses etsa semikonduktor, atau di mana kecepatan pemompaan di atas 1000 l/dtk diperlukan.
Seperti dicatat, kedua varian ini tidak seefektif untuk memompa gas ringan. Untuk aplikasi pelapisan di mana throughput gas bukan tekanan tertinggi adalah kuncinya, desain "klasik" seperti yang ditunjukkan di atas sangat ideal.
Pasar analitik penting menuntut kompresi tinggi bahkan untuk gas ringan. Hal ini dicapai dengan menambahkan tahap kompresi tambahan di dekat port pembuangan pompa. Hal ini sangat meningkatkan kecepatan pemompaan gas ringan. Desain semacam itu dikenal sebagai pompa turbo komposit. Diagram di bawah ini menggambarkan prinsip tahap Holweck yang mencapai peningkatan kompresi ini.
Pompa molekuler - desain holweck
Keuntungan lain dari peningkatan kompresi ini adalah tekanan latar yang lebih tinggi dapat ditoleransi oleh TMP, bahkan hingga beberapa mbar. Akibatnya, beberapa pompa diafragma kini dapat bertindak sebagai pompa vakum awal untuk desain pompa ini. Pompa diafragma sering digunakan dalam detektor kebocoran "kering" portabel dan sistem pompa vakum tinggi yang ringkas.
Semua pompa turbo memerlukan pengontrol frekuensi untuk menyediakan kecepatan putaran tinggi yang dibutuhkan oleh pompa-pompa ini. Secara konvensional, ini adalah unit mandiri, tetapi semakin banyak pengontrol yang telah diintegrasikan ke pompa sebagai pengontrol onboard. Inovasi ini mengurangi kebutuhan ruang rak - sering kali menjadi pendorong utama bagi OEM.
Perlu dicatat bahwa pengendali jarak jauh masih lebih disukai jika pompa terkena radiasi tinggi di mana elektronik on-board mungkin terganggu. Ini adalah persyaratan untuk aplikasi beam energi tinggi di mana lingkungan seperti itu ada.
Perkembangan terbaru memungkinkan pengontrol onboard "cerdas" yang memantau dan mengontrol katup, pompa, dan pengukur dalam sistem vakum otomatis.
Kesimpulan
- Pompa turbomolekuler menawarkan opsi vakum tinggi bebas kontaminasi yang andal.
- Kecepatan pemompaan berkisar dari 50 l/s hingga 3000 l/s.
- Pompa dapat disesuaikan untuk memungkinkan throughput tinggi atau kompresi gas ringan yang tinggi.
- Konverter frekuensi onboard pintar menawarkan fungsi kontrol untuk sistem vakum tinggi.
