Konfiguracja głównej pompy w systemie próżniowym urządzeń do powlekania

System próżniowy jest nieodzowną częścią urządzeń do powlekania próżniowego. Powszechnie stosowaną strukturą systemu wysokopróżniowego jest zwykle połączenie pompy głównej, pompy wstępnej, zaworów, rur i próżniowych przyrządów pomiarowych. Zgodnie z wybranymi głównymi pompami, system próżniowy może być systemem próżniowym oleju lub bezolejowy system próżniowy .

1. System próżniowy oleju

Główną pompą układu wysokopróżniowego oleju jest zazwyczaj pompa dyfuzyjna oleju. Pompa wstępna to pompa mechaniczna lub pompa mechaniczna + pompa korzeniowa.

Powszechnie wiadomo, że zakres ciśnienia roboczego pompy dyfuzji oleju wynosi 10 ^-1 do ^10-6 Pa. Wysoka wydajność pompowania może wynosić do stu tysięcy litrów na sekundę z kilku litrów na sekundę. W zakresie 10 ^-2 do ^10-4 Pa, pompa dyfuzyjna oleju ma stałą prędkość pompowania bez mechanicznej transmisji, tarcia, drgań lub hałasu. Charakteryzuje się również prostą strukturą, niezawodną wydajnością, długą żywotnością, łatwą konserwacją i niskimi kosztami inwestycyjnymi. Główną wadą jest to, że opary oleju łatwo spływają z powrotem do komory próżniowej, a następnie stają się źródłem zanieczyszczeń. Szybkość zwrotu oleju można zmniejszyć za pomocą nakrętki zatrzymującej olej, przegrody, pułapki na zimno i innych środków, ale nie można jej wyeliminować. Nadal występuje część refluksu olejowego, co zmniejsza szybkość pompowania pompy. Ponadto pompa dyfuzyjna oleju, zwłaszcza pompa wielkogabarytowa, charakteryzuje się wysokim zużyciem energii i wysokimi kosztami eksploatacji, a także wadami powolnego rozruchu i długim czasem zatrzymania, zwłaszcza pompy o dużych rozmiarach.

2. Bezolejowy system próżniowy

W dzisiejszych czasach bezolejowy system próżniowy w której główną pompą jest pompa molekularna, a pompa kriogeniczna jest szeroko stosowana w urządzeniach do powlekania próżniowego.

2.1 Charakterystyka układu próżniowego z pompą molekularną jako pompą główną

Pompa molekularna jest pompą próżniową, którą pompuje się na powierzchni szybko poruszającego się sztywnego ciała przenoszącego cząsteczkę gazu. Może ciągle pompować duże ilości gazu, aby uzyskać czystą i wolną od oleju próżnię lub ultrawysoką próżnię. Poza tym ma zalety szybkiego startu i krótkiego postoju. Ale prędkość pompowania ciężkiego gazu jest większa niż gazu lekkiego, a prędkość pompowania pary jest bardzo wolna. Turbo-molekularna pompa ma wysoką wydajność w zakresie przepływu molekularnego, ale kiedy gaz w dużej mierze przepływa przez pompę, prędkość pompowania będzie się zmniejszać. W zakresie ciśnień powyżej 1Pa prędkość pompowania jest dość niska, co jest niekorzystne z punktu widzenia użytkowania. Tak więc pompa wysokociśnieniowa ze spiralnym rowkiem jest wyposażona po stronie wysokiego ciśnienia pompy turbomolekularnej, aby jednostka pompująca dwóch pomp tworzyła zjednoczoną całość, która jest pompą molekularną o szerokim polu. Prędkość pompowania tej złożonej pompy molekularnej utrzymuje się na stałym poziomie, gdy ciśnienie jest niższe niż 10 Pa. Wysokie ciśnienie z dużą prędkością pompowania uzupełnia niedobór turbomolekularnej pompy.

2.2 Charakterystyka układu próżniowego z pompą kriogeniczną jako pompy głównej

Pompa kriogeniczna jest pompą zatrzymującą gaz, która jest urządzeniem wykorzystującym powierzchnię o niskiej temperaturze do skraplania, adsorpcji i zatrzymywania gazu, a następnie uzyskiwania i utrzymywania próżni. Pompa wstępna nie jest potrzebna podczas normalnej pracy, oraz Pompa kriogeniczna ma wysokie ciśnienie początkowe i szeroki zakres ciśnienia roboczego (1 ~ 10 ^-8 ) Pa. Może pompować wszystkie rodzaje gazu, ale można osiągnąć ciągłe pompowanie. W porównaniu z innymi pompami o tym samym kalibrze, pompa kriogeniczna ma wysoką prędkość pompowania, szczególnie w przypadku pary wodnej, co odpowiada czterokrotności pompy molekularnej o takim samym kalibrze. Tak więc ciśnienie cząstkowe pary wodnej w pompowanym zbiorniku jest niskie, aby uzyskać czystą, wolną od węglowodorów wysoką próżnię i ultra-wysoką próżnię. Bez ruchomych części, drgań lub hałasu, pompa kriogeniczna może być zainstalowana w dowolnym miejscu. Dzięki niewielkim rozmiarom i łatwej obsłudze, koszty eksploatacji są niższe niż w przypadku pompy dyfuzyjnej.

Dlatego wybór głównej pompy urządzeń do powlekania próżniowego, przede wszystkim, jest zgodny z wymogiem czystości, czasu próżni i pompowania.

(1) W przypadku używania pompy wstępnej jako pompy suchej dostępna jest pompa kriogeniczna jako pompa główna, bezolejowy system próżniowy bez oparów oleju lub zanieczyszczenia węglowodorami. Ze względu na dużą szybkość pompowania, pompy kriogeniczne są szeroko stosowane w urządzeniach do powlekania próżniowego, szczególnie odpowiednie dla urządzeń, których objętość wynosi 0,5 ~ 1,6 m3.

(2) Bezolejowy system próżniowy można również zrealizować, gdy pompa molekularna pełni rolę pompy głównej. W porównaniu z pompą kriogeniczną pompa molekularna może pompować w sposób ciągły bez regeneracji, ale jest niezdolna do pompowania pary wodnej. W porównaniu z pompą dyfuzji oleju, układ pompy molekularnej jest czysty z krótkim czasem rozruchu i zatrzymania, co pomaga zaoszczędzić czas dodatkowy. Jednakże, ponieważ pompa molekularna jest urządzeniem o dużej prędkości, jego specyfikacja jest ograniczona. Dlatego pompa molekularna jest odpowiednia dla średnich i małych urządzeń do powlekania jako główna pompa w instytutach badawczych i Collegial Laboratory. W przypadku wielkogabarytowych urządzeń do powlekania próżniowego konieczne jest zastosowanie wielu zestawów systemów pomp molekularnych do równoległego pompowania, co prowadzi do złożonej struktury.

(3) Pompa dyfuzyjna oleju wykorzystująca przepływ oleju pod niskim ciśnieniem i przy dużej prędkości jako płyn roboczy, pompowany gaz jest usuwany do strumieni pary, a następnie przenoszony do wylotu pompy w celu wykluczenia w procesie ekstrakcji. Pompa dyfuzyjna oleju ma szeroki zakres wydajności pompowania. Chociaż jest to nieefektywne, ale cena jest dość niska, więc pompa dyfuzyjna oleju jest wciąż szeroko stosowana w urządzeniach do powlekania próżniowego, które wymagają niższej szybkości pompowania.