پمپ‌های توربومولکولار | چگونه از یک پمپ توربومولکولار مراقبت کنیم؟

امروزه طیف متنوعی از پمپ‌های مکانیکی برای فرایند خـلاء‌سازی (پمپ خلاء یا پمپ وکیوم)، وجود دارند که در طول سالیان متوالی اعتماد گسترده‌ای را جلب کرده‌اند. اگرچه این پمپ‌ها توان تولید خلاء متوسطی را دارند اما برای ایجاد خلاءهای بالا (HV) و خلاءهای فوق‌العاده بالا (UHV) استفاده از پمپ‌های توربوملکولار (Turbomolecular Pumps) برای تولید فیلم‌‌های نازک در دستگاه‌های تبخیر حرارتی، دستگاه‌های کندوپاش و دستگاه‌های لایه نشان کربن، امری حیاتی است. بنابراین برای بعضی از فناوری‌های مدرن و پیشرفته استفاده از یک پمپ توربومولکولار که دارای تکنولوژی بالایی باشد، لازم است.

در مورد پمپ‌های توربومولکولار در وهله اول باید گفت که در این پمپ خلاء، هیچ گونه ماده روان‌کننده مانند روغن یا آب وجود ندارد، پس بسیار تمیز و در عین حال بسیار حساس می‌باشند. به طور معمول، تیغه‌ای چرخان با فاصله چند دهم میلیمتر از دیواره پمپ می‌چرخد و شافت روتور چند دهم میلیمتر از تیغه‌های استاتور فاصله دارد. اگرچه وجود این فواصل برای حرکت پمپ ضروری است، اما این شرایط باعث می‌شود بخش کوچکی از گاز از طریق پمپ، جریان رو به عقب داشته باشد یا در واقع، گاز به عقب برگردد. این یکی از دلایلی است که پمپ های توربومولکولی باید حتما دارای یک پمپ پشتیبان باشند، تا فشار خلاء را بر روی دریچه اگزوز ایجاد کند. به عبارت دیگر، یک پمپ توربومولکولار باید توسط یک پمپ دیگر (معمولا پمپ روتاری) پشتیبانی شود.

پمپ‌های توربومولکولار معمولا با استفاده از یک روتور چرخشی بسیار سریع و بدون جاروبک (Brushless) (معمولاً بین ۲۲۰۰۰ تا ۹۵۰۰۰ دور در دقیقه) کار می‌کنند. فشار آنها در خلاء بالا تا خلاء فوق‌العاده بالا معمولا، بین mbar 10-۳ – ۱۰-۱۱ است. در نتیجه، این پمپ‌ها درصورتی که به درستی از آنها استفاده نشود در معرض بیش از حد گرم شدن یا درهم شکستن می‌باشند، زیرا اجزایی از پمپ که در سرعت‌های بالایی هستند، ممکن است با تیغه‌های بی‌حرکت یا ورود جسم خارجی برخورد کنند. به همین دلیل مهندسان متخصص، نکاتی را پیشنهاد کرده‌اند که باید برای عملکرد بهتر و ماندگاری بیشتر پمپ‌های خلاء (TMP) در نظر گرفته شوند.

روش‌های نگهداری پمپ‌های توربومولکولار

• در وهله اول، لازم است محفظه و لوله‌های خلاء کاملا تمیز باشند و دارای نشتی نباشند (به این معنی که وقتی خلاء می‌شوند میزان نشت گاز از اتمسفر به داخل محفطه خلاء در حد استاندارد باشد). برای اطمینان از تحقق این امر، روش‌های مختلفی وجود دارد که به چند مورد از آنها اشاره می‌شود:

1. نشت‌یاب هلیومی یا Helium Leak Detector (وسیله ای برای تشخیص نشت با استفاده از گاز هلیوم – HLD)
2. آنالیزور گاز باقیمانده یا RGA (برای ردیابی گاز‌هایی که در هر گوشه و کناری به دام افتاده باشند).

به طور معمول، نرخ نشت‌خلاء قابل قبول برای محفظه خلاء بالا، mbar · l / s  ۱۰-۶ است. برای تمیزی خلاء، یک آنالیز‌کننده گاز باقیمانده (RGA) می‌تواند رد پای گاز‌ها را در دستگاه خلاء تشخیص دهد. اگر پیکی بالاتر از ۴۴ amu وجود نداشته باشد به معنی عدم وجود روغن، اثر انگشت یا ماده هیدرو کربنی دیگر، در سیستم است.

• علاوه بر این، میزان فشار در دهانه خروجی پمپ وکیوم توربومولکولار، خیلی مهم است. این قسمت بخشی از لوله کشی بین پمپ توربومولکولار و پمپ پشتیبان (پمپ روتاری) است. یکی از توصیه‌های مهم، اندازه‌گیری فشار در این ناحیه است است، تا اطمینان حاصل شود که خلاء کافی وجود دارد و پمپ توربومولکولی به درستی پشتیبانی می‌شود یا نه. فشار پمپ پشتیبان استاندارد، برای پمپ‌های روتاری معمولا ۱۰-۳ تور است (برای پمپ‌های دیافراگمی این میزان حدود چند تور است). فشارهای بالاتر از این‌ حد در خروجی، به معنی وجود نشتی است که از جمله عوامل گرم شدن بیش از حد پمپ و خاموش شدن آن می‌باشد، البته در صورتی که پمپ مجهز به سنسورهای حرارتی باشد (پمپ‌های توربومولکولار مورد استفاده در دستگاه‌های لایه نشانی ساخت شرکت پوشش‌های نانو ساختار همگی از معتبر‌ترین کمپانی‌های اروپایی تهیه می‌شوند).

برای مطالعه موارد بیشتر به سایت ما مراجعه نمایید.