Bơm phân tử turbo: những điều bạn cần biết Ngày 11 tháng 11 năm 2020
6 MIN READ
Nếu bạn có một ứng dụng chân không cao đòi hỏi tốc độ bơm từ 50 l/giây đến 3000 l/giây và ít nhiễm bẩn từ bơm, thì bơm phân tử turbo là lựa chọn rõ ràng.
Bơm turbo phân tử so với các bơm khác
Tốc độ bơm thấp nhất của các loại bơm chân không cao chính khác, cụ thể là bơm khuếch tán và bơm lạnh, là khoảng 3000 l/giây. Ngoài ra, bơm khuếch tán có thể là nguồn gây ô nhiễm dầu, trong khi bơm lạnh cần tái tạo thường xuyên.
Bơm turbo được phân loại là bơm động và sẽ yêu cầu bơm chân không sơ bộ.
Turbo hoạt động bằng cách cung cấp động lực cho các phân tử khí và nguyên tử bằng cách va chạm với bề mặt của rôto quay nhanh, do đó kiểm soát dòng khí theo cách mà chúng được vận chuyển đến cổng xả của bơm.
Nguyên tắc của bơm phân tử turbo
Bơm phân tử turbo (TMP) là một bơm phân tử có rôto gồm các đĩa với các kênh vận chuyển khí. Các đĩa này xoay giữa các đĩa tương ứng của stator.
Đĩa có kênh vận chuyển = mặt phẳng của lưỡi quay
Đĩa của stator = mặt phẳng của cánh quạt cố định
Tốc độ của đầu rôto gần với giá trị gần với tốc độ tự do trung bình của các loại khí đang được bơm. Khí càng nhẹ, tốc độ nhiệt của nó càng cao. Do đó, heli có tốc độ là 1245 m/giây, trong khi không khí có mật độ cao hơn có tốc độ trung bình là 463 m/giây. Điều này dẫn đến TMP có tỷ lệ nén thấp hơn đối với khí nhẹ hơn.
Ban đầu, 2 bộ ổ trục được minh họa trong sơ đồ dưới đây có thiết kế cơ khí thông thường. Những ổ trục này cần được thay thế định kỳ - thường là 2-3 năm một lần, tùy thuộc vào ứng dụng. Tuy nhiên, thiết kế này hiếm có ngày nay, và hiện nay có hai loại ổ trục được sử dụng:
Phiên bản lai gồm một ổ trục cơ khí và một ổ trục không ma sát, từ tính, vĩnh viễn
2 bộ ổ trục từ tính hoạt động, không ma sát
Phiên bản lai giúp giảm chi phí bảo trì, chỉ cần thay thế một ổ trục ma sát cơ học.
Biến thể từ tính hoạt động thường cung cấp tốc độ bơm cao nhất và được ưa chuộng trong các quy trình đòi hỏi khắt khe hơn như quy trình khắc chất bán dẫn, hoặc nơi yêu cầu tốc độ bơm vượt quá 1000l/giây.
Như đã lưu ý, cả hai biến thể đều không hiệu quả trong việc bơm khí nhẹ. Đối với các ứng dụng phủ mà thông lượng khí thay vì áp suất cuối là yếu tố then chốt, thiết kế "cổ điển" như minh họa ở trên là lý tưởng.
Thị trường phân tích quan trọng đòi hỏi mức nén cao ngay cả đối với khí nhẹ. Điều này đạt được bằng cách bổ sung một giai đoạn nén bổ sung gần cổng xả của bơm. Điều này cải thiện đáng kể tốc độ bơm khí nhẹ. Thiết kế này được gọi là bơm tuabin hợp chất. Sơ đồ dưới đây minh họa nguyên tắc của giai đoạn Holweck đạt được mức nén tăng này.
Bơm phân tử - thiết kế holweck
Một lợi thế khác của nén tăng này có nghĩa là áp suất ngược cao hơn có thể được dung nạp bởi TMP, thậm chí lên đến vài mbar. Do đó, một số bơm màng hiện có khả năng hoạt động như một bơm chân không sơ bộ cho thiết kế bơm này. Bơm màng thường được sử dụng trong máy dò rò rỉ "khô" cầm tay và hệ thống bơm chân không cao nhỏ gọn.
Tất cả các bơm tuabin yêu cầu bộ điều khiển tần số để cung cấp tốc độ quay cao theo yêu cầu của các bơm này. Thông thường, đây là các thiết bị độc lập, nhưng ngày càng nhiều bộ điều khiển được tích hợp vào bơm dưới dạng bộ điều khiển trên máy. Đổi mới này đã giảm yêu cầu về không gian giá đỡ - thường là yếu tố thúc đẩy chính cho các nhà sản xuất thiết bị gốc.
Cần lưu ý rằng bộ điều khiển từ xa vẫn được ưu tiên sử dụng nếu bơm tiếp xúc với bức xạ cao, trong đó thiết bị điện tử trên máy có thể bị ảnh hưởng. Đây là yêu cầu đối với các ứng dụng chùm tia năng lượng cao khi có môi trường như vậy.
Sự phát triển mới nhất cho phép các bộ điều khiển trên máy "thông minh" theo dõi và điều khiển van, bơm và đồng hồ đo trong một hệ thống chân không tự động.
Tóm tắt Chính
- Bơm phân tử turbo cung cấp một tùy chọn chân không cao không nhiễm bẩn đáng tin cậy.
- Tốc độ bơm từ 50 l/giây đến 3000 l/giây.
- Máy bơm có thể được điều chỉnh để cho phép lưu lượng cao hoặc nén khí nhẹ cao.
- Bộ chuyển đổi tần số trên máy thông minh cung cấp các chức năng điều khiển cho hệ thống chân không cao.
