Насосы для сверхвысоковакуумной откачки

Сверхвысоковакуумная откачка – это процесс удаления газов из камеры до уровня, который невозможно достичь обычными методами вакуумной откачки. Для этого необходимо использовать специальные насосы, которые обеспечивают высокую скорость откачки и минимальное наличие газовых примесей. В данной статье мы рассмотрим основные типы насосов для сверхвысоковакуумной откачки и их применение в различных областях науки и техники.

Области применения насосов для сверхвысоковакуумной откачки

Насосы для сверхвысоковакуумной откачки используются в различных областях, включая:

• Научные исследования - в физике, химии, материаловедении и других научных областях для создания условий сверхвысокого вакуума для проведения экспериментов.

• Производство полупроводниковых устройств, таких как микрочипы, а также для обеспечения чистоты и контроля за процессом.

• Медицинские приборы для наблюдения за клетками и тканями.

• Космическая промышленность - для создания условий сверхвысокого вакуума в космических аппаратах.

• Электроника - при производстве электронных компонентов.

• Энергетика -  в ядерных реакторов.

Насосы для сверхвысоковакуумной откачки широко используются в различных областях, где необходим контроль за состоянием газовой среды и создание условий сверхвысокого вакуума.

Классификация насосов для сверхвысоковакуумной откачки

Существует несколько типов насосов, используемых для сверхвысоковакуумной откачки. Они различаются по принципу работы и эффективности откачки. Рассмотрим наиболее распространенные:

• Ионные насосы. Ионные насосы являются одними из самых эффективных при сверхвысоковакуумной откачке. Они работают на основе создания электрического поля в камере, которое приводит к ионизации газов. Ионы затем притягиваются к электродам и удаляются из камеры. Они обычно используются в сферах, где требуется очень высокий уровень вакуума, например, в полупроводниковой промышленности и в физике высоких энергий.

• Турбомолекулярные насосы. Турбомолекулярные насосы используются для откачки газов при давлениях от 10^-3 до 10^-12 торр. Они работают на основе принципа молекулярного течения, когда молекулы газа ускоряются вдоль спиральной лопасти и попадают в следующую ступень ускорения. Турбомолекулярные насосы широко используются в физике, химии, металлургии и других областях, где требуется очень высокий уровень вакуума.

• Криогенные насосы. Криогенные насосы используются для откачки газов при очень низких температурах. Они работают на основе конденсации газов на поверхности холодильника, который охлаждается до температур близких к абсолютному нулю. Криогенные насосы широко используются в области физики и астрономии для откачки космических кораблей и спутников.

• Сорбционные насосы. Сорбционные насосы используются для откачки газов при давлениях от 10^-8 до 10^-12 торр. Они работают на основе адсорбции газов на поверхности специальных материалов, таких как активированный уголь или молекулярные сита. Сорбционные насосы широко используются в области металлургии, химии и фармацевтики.

Сверхвысоковакуумная откачка является ключевой технологией для многих областей науки и техники. Выбор насоса зависит от требуемого уровня вакуума и условий эксплуатации. Каждый тип насоса имеет свои преимущества и недостатки, и выбор насоса должен быть основан на конкретных потребностях пользователя.

Из чего состоит система для сверхвысоковакуумной откачки?

Система для сверхвысоковакуумной откачки обычно состоит из нескольких компонентов:

1. Насосы (форвакуумные, бустерные, высоковакуумные) - как уже упоминалось, выбор насоса зависит от требуемого уровня вакуума и условий эксплуатации. Обычно используются несколько типов насосов вместе для достижения нужного уровня вакуума.

2. Вакуумные камеры - это закрытые пространства, которые нужно откачивать до нужного уровня вакуума. Они могут иметь различную форму и размер в зависимости от конкретных потребностей.

3. Вакуумные клапаны - они используются для контроля потока газа в системе. Они могут быть механическими или электрическими.

4. Вакуумные манометры - они используются для измерения уровня вакуума в системе. Они могут быть механическими или электронными.

5. Трубопроводы и соединительные элементы - они используются для соединения всех компонентов в системе.

6. Контроллеры и программное обеспечение - они используются для контроля и управления всей системой.

Все эти компоненты работают вместе, чтобы достичь нужного уровня вакуума для конкретной задачи.

Форвакуумные насосы для сверхвысоковакуумной системы

К форвакуумным насосам для сверхвысоковакуумной системы подходят следующие типы:

• Водокольцевые насосы. Данный тип насоса имеет ротор-эксцентрик с лопастями. Половина объема заполнена рабочей жидкостью. Когда лопасти вращаются, центробежная сила распределяет воду по поверхностям стенок, создавая область низкого давления в оставшейся части серповидного объема. Наконец, воздушная масса сжимается и выводится через специальный порт.

• Золотниковые насосы. Эксцентрик вращается внутри цилиндрического корпуса, снабженного втулкой-плунжером. Плунжер скользит по стенке камеры, сжимая газовую смесь и выталкивая ее в выпускной клапан. Золотник, установленный на участке эксцентрика, предотвращает обратный поток смеси.

• Пластинчато-роторные насосы. Ротор и лопатки расположены со смещением от центра расширительного объема. При вращении лопатки прикрепляются к внутренней стенке, сжимая газ и выталкивая его в выпускное отверстие. Существуют варианты вращающихся лопастей, которые подают масло в центральную зону для смазки и охлаждения. Безмасляные агрегаты нагреваются быстрее.

• Винтовые насосы. Данный тип насосов относятся к категории "сухих" (безмасляных) механических вакуумных насосов объемного действия.

Они способны откачивать жидкие пары и выдерживать высокие газовые нагрузки. Компоненты со специальным покрытием позволяют перекачивать агрессивные газообразные среды. Они также не добавляют примесей в вакуумную систему. Высокая надежность и низкие эксплуатационные расходы В винтовых насосах нет компонентов, контактирующих друг с другом, что обеспечивает высокий срок службы. 

• Спиральные насосы.Принцип работы спирали: подвижная спираль вращается внутри неподвижной спирали по определенной траектории. Между ними создается область низкого давления, и газ движется к центру, где он сжимается и выводится

• Насосы Рутса (бустерные насосы). Это механический насос, который работает только в сочетании с форвакуумным вакуумным агрегатом соответствующей мощности и является вспомогательной ступенью для сверхвысоковаумной системы. Роторный насос используется для повышения эффективности откачки предварительной вакуумной установки и для откачки смеси воздуха и газа из герметичного сосуда большой емкости. Откачиваемая газовая смесь не должна содержать капельного водяного пара и механических примесей. 

Лучшие бренды производители вакуумных насосов

Если вам необходим вакуумный насос для сверхвысоковакуумной откачки, стоит обратить на следующих производителей:

1. Edwards - британская компания, производящая широкий спектр вакуумных насосов и систем для различных отраслей, включая полупроводниковую, медицинскую и научную.

2. OSAKA - японский производитель вакуумных насосов и систем, который предлагает широкий ассортимент продукции, включая масляные, сухие и турбомолекулярные насосы.

3. Ulvac - японская компания, специализирующаяся на производстве вакуумных насосов и систем для различных отраслей, включая полупроводниковую, электронную и научную.

4. Leybold Vacuum - немецкий производитель вакуумных насосов и систем, который предлагает широкий ассортимент продукции, включая масляные, сухие и турбомолекулярные насосы.

5. Hanbell - тайваньская компания, производящая вакуумные насосы и системы для различных отраслей, включая пищевую, медицинскую и промышленную.

При выборе насосов необходимо учитывать их совместимость с другими компонентами системы и обеспечивать необходимый уровень вакуума для конкретного процесса. Но лучше обратиться к профессионалам, которые смогут правильно подобрать насос, учитывая все особенности конкретной системы.