Turbomoleküler pompalar: bilmeniz gerekenler 11 Kasım 2020
6 MIN READ
50 l/s ile 3000 l/s arasında bir pompalama hızı ve pompadan minimum kirlenme gerektiren bir yüksek vakum uygulamanız varsa, turbomoleküler pompa bariz bir seçimdir.
Turbomoleküler pompalar ve diğer pompalar
Diğer önemli yüksek vakumlu pompa türlerinin en düşük pompalama hızları olan difüzyon ve kriyo pompalar yaklaşık 3000 l/sn'dir. Ayrıca difüzyon pompaları yağ kirliliği kaynağı olabilirken kriyo pompalar düzenli olarak rejenerasyon gerektirir.
Turbo pompalar kinetik pompalar olarak sınıflandırılır ve bir ön vakum pompası gerektirir.
Turbolar, hızlı dönen rotorun yüzeyleriyle çarpışarak gaz moleküllerine ve atomlara momentum vererek çalışır ve böylece gazların akışını pompanın egzoz bağlantı noktasına taşınacak şekilde kontrol eder.
Turbomoleküler pompanın prensibi
Turbomoleküler pompa (TMP), rotoru gaz taşıma kanallarına sahip disklerden oluşan bir moleküler pompadır. Bu diskler statörün ilgili diskleri arasında döner.
Taşıma kanallı disk = dönen bıçakların düzlemi
Stator diski = sabit kanatların düzlemi
Rotorların uçlarının hızı, pompalanan gaz türlerinin ortalama serbest hızına yakın bir değere yaklaşır. Gaz ne kadar hafifse, termal hızı da o kadar yüksektir. Bu nedenle helyumun hızı 1245 m/sn'dir, daha yüksek yoğunluğa sahip havanın ortalama hızı ise 463 m/sn'dir. Bu, TMP'lerin daha hafif gazlar için daha düşük sıkıştırma oranına sahip olmasını sağlar.
Başlangıçta aşağıdaki şemada gösterilen 2 rulman seti geleneksel mekanik tasarıma sahiptir. Bu rulmanlar, uygulamaya bağlı olarak genellikle her 2-3 yılda bir periyodik olarak değiştirilmelidir. Ancak bu tasarım günümüzde nadirdir ve artık iki tip rulman kullanılmaktadır:
Bir mekanik yatak ve bir sabit, manyetik, sürtünmesiz yataktan oluşan hibrit versiyon
2 set sürtünmesiz, aktif manyetik yatak
Hibrit versiyon, yalnızca bir mekanik kayar yatağın değiştirilmesi gerektiği için bakım maliyetlerinin azaltılmasını sağlar.
Aktif manyetik model genellikle en yüksek pompalama hızlarını sunar ve yarı iletken dağlama prosesleri gibi daha zorlu proseslerde veya 1000 l/sn'nin üzerindeki pompalama hızlarının talep edildiği durumlarda tercih edilir.
Belirtildiği gibi, her iki varyant da hafif gazları pompalamada o kadar etkili değildir. En yüksek basınçtan ziyade gaz veriminin önemli olduğu kaplama uygulamaları için yukarıda gösterildiği gibi "klasik" tasarım idealdir.
Önemli analitik pazar, hafif gazlar için bile yüksek sıkıştırma gerektirir. Bu, pompanın egzoz deliğine yakın ek bir sıkıştırma kademesi eklenerek elde edilir. Bu, hafif gaz pompalama hızını büyük ölçüde artırır. Bu tür bir tasarıma bileşik turbo pompa adı verilir. Aşağıdaki şema, bu artan sıkıştırmayı sağlayan Holweck kademesinin prensibini göstermektedir.
Moleküler pompa - Holweck tasarımı
Bu artan sıkıştırmanın bir diğer avantajı da TMP'nin birkaç mbar'a kadar daha yüksek destek basınçlarına tolere edebilmesidir. Sonuç olarak, bazı diyaframlı pompalar artık bu pompa tasarımı için bir ön vakum pompası görevi görebilir. Diyaframlı pompalar genellikle taşınabilir "kuru" sızıntı dedektörlerinde ve kompakt yüksek vakumlu pompalama sistemlerinde kullanılır.
Tüm turbo pompalar, bu pompaların talep ettiği yüksek dönüş hızlarını sağlamak için bir frekans kontrol ünitesi gerektirir. Geleneksel olarak bunlar bağımsız ünitelerdi, ancak kontrol üniteleri gittikçe daha fazla yerleşik kontrol üniteleri olarak pompaya entegre edildi. Bu yenilik, çoğunlukla OEM'ler için önemli bir etken olan daha az raf alanı gereksinimlerine sahiptir.
Pompa, yerleşik elektronik aksamın bozulabileceği yüksek radyasyona maruz kalıyorsa uzaktan kontrol ünitelerinin hala tercih edildiğine dikkat edilmelidir. Bu, böyle bir ortamın mevcut olduğu yüksek enerjili ışın uygulamaları için bir gerekliliktir.
En son gelişmeler, otomatik bir vakum sisteminde valfleri, pompaları ve göstergeleri izleyen ve kontrol eden "akıllı" yerleşik kontrol ünitelerine olanak tanımaktadır.
Genel Görünüm
- Turbomoleküler pompalar, güvenilir ve kontaminasyonsuz bir yüksek vakum seçeneği sunar.
- Pompalama hızları 50 l/sn ila 3000 l/sn arasında değişir.
- Pompalar, hafif gazların yüksek iş hacmine veya yüksek sıkıştırılmasına izin verecek şekilde özelleştirilebilir.
- Akıllı entegre frekans dönüştürücüler, yüksek vakum sistemleri için kontrol işlevleri sunar.
