Pam turbomolekul: apa yang perlu anda tahu 11 November 2020
6 MIN READ
Jika anda mempunyai aplikasi vakum tinggi yang memerlukan kelajuan pam antara 50 l/s dan 3000 l/s serta minimum pencemaran dari pam, maka pam turbomolekul adalah pilihan yang jelas.
Pam turbomolekul vs. pam lain
Kelajuan pam terendah bagi jenis pam vakum tinggi yang lain, iaitu pam difusi dan pam krio, adalah sekitar 3000 l/s. Selain itu, pam difusi boleh menjadi sumber pencemaran minyak, manakala pam krio memerlukan penjanaan semula secara berkala.
Pam turbo diklasifikasikan sebagai pam kinetik dan memerlukan pam vakum awal.
Turbos berfungsi dengan memberikan momentum kepada molekul dan atom gas melalui perlanggaran dengan permukaan rotor yang berputar dengan cepat, dengan cara mengawal aliran gas agar ia diangkut ke port ekzos pam.
Prinsip pam turbomolekul
Pam turbomolekul (TMP) adalah pam molekul yang rotor terdiri daripada cakera dengan saluran penghantaran gas. Piring-piring ini berputar di antara piring-piring yang sepadan pada stator.
Cakera dengan saluran penghantaran = satah bilah yang berputar
Cakera stator = pesawat bilah pegun
Kelajuan hujung rotor mendekati nilai yang hampir sama dengan kelajuan bebas purata spesies gas yang sedang dipam. Semakin ringan gas, semakin tinggi kelajuan termalnya. Oleh itu, helium mempunyai kelajuan 1245 m/s, manakala udara dengan ketumpatan yang lebih tinggi mempunyai kelajuan purata 463 m/s. Ini mengakibatkan TMP mempunyai nisbah mampatan yang lebih rendah untuk gas yang lebih ringan.
Pada asalnya, 2 set galas yang ditunjukkan dalam skematik di bawah adalah daripada reka bentuk mekanikal konvensional. Bantalan ini memerlukan penggantian berkala – biasanya setiap 2-3 tahun, bergantung kepada aplikasi. Namun, reka bentuk ini jarang ditemui pada masa kini, dan kini terdapat dua jenis galas yang digunakan:
Versi hibrid yang terdiri daripada satu galas mekanikal dan satu galas kekal, magnetik, tanpa geseran.
2 set galas magnet aktif tanpa geseran
Versi hibrid menghasilkan kos penyelenggaraan yang lebih rendah, dengan hanya satu galas geseran mekanikal yang memerlukan penggantian.
Varian magnet aktif umumnya menawarkan kelajuan pam tertinggi dan lebih disukai dalam proses yang lebih menuntut seperti proses etsa semikonduktor, atau di mana kelajuan pam melebihi 1000l/s diperlukan.
Seperti yang dinyatakan, kedua-dua varian tidak begitu berkesan dalam mengepam gas ringan. Untuk aplikasi pelapisan di mana aliran gas lebih penting daripada tekanan akhir, reka bentuk "klasik" seperti yang ditunjukkan di atas adalah ideal.
Pasaran analitik yang penting memerlukan pemampatan tinggi walaupun untuk gas ringan. Ini dicapai dengan penambahan satu tahap pemampatan tambahan yang dekat dengan port ekzos pam. Ini sangat meningkatkan kelajuan pam gas ringan. Reka bentuk sebegini dikenali sebagai turbopam kompaun. Rajah di bawah menggambarkan prinsip tahap Holweck yang mencapai pemampatan yang lebih tinggi ini.
Pam molekul - reka bentuk holweck
Satu lagi kelebihan daripada pemampatan yang meningkat ini bermakna tekanan sokongan yang lebih tinggi boleh ditoleransi oleh TMP, bahkan sehingga beberapa mbar. Oleh itu, beberapa pam diafragma kini mampu berfungsi sebagai pam vakum awal untuk reka bentuk pam ini. Pam diafragma sering digunakan dalam pengesan kebocoran "kering" mudah alih dan sistem pam vakum tinggi yang kompak.
Semua turbopompa memerlukan pengawal frekuensi untuk memberikan kelajuan putaran tinggi yang diperlukan oleh pam ini. Secara konvensional, ini adalah unit yang berdiri sendiri, tetapi semakin banyak pengawal telah diintegrasikan ke dalam pam sebagai pengawal yang dipanggil onboard. Inovasi ini telah mengurangkan keperluan ruang rak – sering menjadi pendorong utama bagi OEM.
Perlu diperhatikan bahawa pengawal jauh masih menjadi pilihan jika pam terdedah kepada radiasi tinggi di mana elektronik yang ada mungkin terjejas. Ini adalah keperluan untuk aplikasi sinar tenaga tinggi di mana persekitaran seperti itu wujud.
Perkembangan terkini membolehkan pengawal pintar di dalam sistem yang memantau dan mengawal injap, pam dan pengukur dalam sistem vakum automatik.
Kesimpulan
- Pam turbomolekul menawarkan pilihan vakum tinggi yang boleh dipercayai tanpa pencemaran.
- Kelajuan pam berkisar antara 50 l/s hingga 3000 l/s.
- Pam boleh disesuaikan untuk membolehkan aliran tinggi atau pemampatan tinggi gas ringan.
- Penukar frekuensi pintar yang dipasang menawarkan fungsi kawalan untuk sistem vakum tinggi.
