Един от най-ефективните и широко използвани методи за постигане на условия на висок вакуум е чрез дифузионна вакуумна помпена система. Като опитен доставчик на вакуумни помпени системи, аз съм развълнуван да споделя тънкостите на това как работи такава система.
Основи на високо - вакуумно и дифузионно изпомпване
Високият вакуум обикновено се определя като диапазон на налягането между (10^{-3}) и (10^{-7}) тор. Постигането на такива ниски налягания е критично в различни индустрии, като производство на полупроводници, повърхностни покрития и изследвания на ускорители на частици. Системата за дифузионно вакуумно изпомпване играе жизненоважна роля за достигането на тези екстремни нива на вакуум.
Принципът зад дифузионната помпа се основава на явлението дифузия на газ. Дифузията възниква, когато молекулите на газа се движат от област с по-висока концентрация към област с по-ниска концентрация. В дифузионната помпа се използва високоскоростна парна струя за създаване на област с по-ниска концентрация на газ, която след това кара газа от вакуумната камера да дифундира в тази област.
Компоненти на дифузионна вакуумна помпена система
- Дифузионна помпа:
Ядрото на системата е самата дифузионна помпа. Състои се от котел, струен възел и кондензатор. Котелът загрява специално масло (обикновено масло на силиконова основа) до висока температура, обикновено около (200 - 300^{\circ}C). Докато маслото се изпарява, то се издига през струйния възел. Дюзите са проектирани по такъв начин, че насочват високоскоростната пара надолу в конична форма.
Когато газовите молекули от вакуумната камера влязат в контакт с високоскоростната парна струя, те се увличат от парата и се отнасят към стените на помпата. След като се приближи до стените, парата се кондензира обратно в течност от кондензатора, който се охлажда от вода или друга охлаждаща течност. След това кондензираното масло се връща обратно към котела, за да бъде повторно загрято и рециклирано, докато уловените газови молекули се отстраняват от дъното на помпата. - Поддържаща помпа:
Самата дифузионна помпа не може да започне да изпомпва от атмосферно налягане. Изисква поддържаща помпа за предварително евакуиране на системата до достатъчно ниско налягане (обикновено около (10^{-2}) torr). Поддържащата помпа обикновено е механична помпа, като помпа с ротационни лопатки или ротационна помпа. Поддържащата помпа отстранява по-голямата част от газа от вакуумната камера, създавайки подходящи условия за стартиране, за да поеме дифузионната помпа и да постигне по-високи нива на вакуум. - Вакуумна камера:
Това е зоната, където се изисква среда с висок вакуум. Може да бъде изработен от различни материали, като неръждаема стомана или стъкло, в зависимост от приложението. Вакуумната камера е свързана към дифузионната помпа и поддържащата помпа чрез тръби и клапани.
Процесът на изпомпване
- Първоначална евакуация:
Процесът започва с поддържащата помпа. Когато системата е включена, поддържащата помпа започва да отстранява газа от вакуумната камера. Той работи при относително висок дебит и може бързо да намали налягането от атмосферното до работното налягане на дифузионната помпа. Този начален етап е от решаващо значение, тъй като подготвя системата за по-прецизно и ефективно изпомпване на дифузионната помпа. - Активиране на дифузионната помпа:
След като поддържащата помпа достигне необходимото предвакуумно налягане, се активира дифузионната помпа. Котелът в дифузионната помпа започва да загрява маслото и се образуват парни струи. Тъй като газовите молекули във вакуумната камера дифундират в парните струи, те се пренасят надолу и се отстраняват от системата.
Дифузионната помпа работи въз основа на трансфера на импулс между молекулите на парата и молекулите на газа. Молекулите на парите с висока скорост се сблъскват с молекулите на газа, давайки им импулс надолу. Това ефективно изпомпва газа от вакуумната камера и поддържа среда с висок вакуум. - Поддържане на вакуума:
За да се поддържат условията на висок вакуум, както дифузионната помпа, така и поддържащата помпа трябва да работят непрекъснато. Поддържащата помпа продължава да отстранява газа, който се изпомпва от дифузионната помпа, предотвратявайки повторното му навлизане във вакуумната камера. Кондензаторът в дифузионната помпа също трябва да поддържа охлаждащата си функция, за да осигури правилната кондензация на маслените пари.
Предимства на дифузионните вакуумни помпени системи
- Висока скорост на изпомпване:
Дифузионните помпи могат да постигнат много високи скорости на изпомпване, особено в диапазона на висок вакуум. Това ги прави подходящи за приложения, при които големи обеми газ трябва да бъдат отстранени бързо, като например при производството на широкомащабни полупроводникови пластини. - Възможност за ниско налягане:
Те са в състояние да достигнат изключително ниски налягания, до диапазона (10^{-7}) torr. Това е от съществено значение за приложения, които изискват вакуумна среда с висока чистота, като например процеси на отлагане на тънък слой. - Надеждност:
Дифузионните помпи имат относително проста конструкция с малко движещи се части (с изключение на поддържащата помпа). Това ги прави надеждни и изискват по-малко поддръжка в сравнение с някои други видове вакуумни помпи.
Нашите продуктови предложения
Като доставчик на вакуумни помпени системи, ние предлагаме набор от висококачествени продукти, които включват технология за дифузионно изпомпване. Например нашатаFTVS - 300 1000 M3/hr Трансформаторна система за вакуумна евакуацияе проектиран да осигури ефективна вакуумна евакуация за трансформатори. Той може бързо да постигне необходимите нива на вакуум, гарантирайки качеството и производителността на трансформаторите.
Друг продукт,FTVS - 600 2000 M3/hr Напълно затворена трансформаторна вакуумна помпа, предлага по-затворено и мощно решение за вакуумиране на трансформатори. Той е оборудван с усъвършенствана технология за дифузионно изпомпване за постигане на условия на висок вакуум с висока ефективност.
Ние също имамеКомплект едностепенна вакуумна помпа VPS, което е универсална опция за различни вакуумни приложения. Може да се използва в комбинация с дифузионна помпа, за да осигури цялостно решение за вакуумно изпомпване.
Свържете се с нас за вашите нужди от вакуумно изпомпване
Ако сте на пазара за висококачествена вакуумна помпена система, ще се радваме да чуем от вас. Нашият екип от експерти може да ви предостави подробна информация за нашите продукти, да ви помогне да изберете правилната система за вашето конкретно приложение и да предложи техническа поддръжка по време на процеса на закупуване. Свържете се с нас, за да започнем дискусия относно вашите изисквания за вакуумна помпа и да проучим как нашите продукти могат да отговорят на вашите нужди.
Референции
- Lafferty, JM (1998). Основи на вакуумната наука и технология. Wiley - Interscience.
- O'Hanlon, JF (2003). Ръководство на потребителя за вакуумна технология. Wiley - Interscience.
