پمپ های انتقال مومنتوم
پمپ های انتقال مومنتوم
پمپ های انتقال مومنتوم با انتقال انرژی جنبشی به مولکول های گاز یا مایع عمل می کنند و حرکت آنها را القا می کنند. برخلاف پمپ های جابجایی مثبت که از طریق جریان چسبناک یا پیوسته کار می کنند، پمپ های انتقال مومنتوم در سطح جریان مولکولی کار می کنند. در این پمپ ها، سطوح با حرکت سریع مانند سطوح روی پروانه به طور مداوم توزیع سرعت یکنواخت مولکول ها را تغییر می دهند و آنها را در جهت دلخواه هدایت می کنند. به عنوان مثال، یک پمپ انتشار از جت های پر سرعت سیال محرک برای انتقال تکانه به گازها استفاده می کند و به طور موثر آنها را از ورودی می کشد. پمپ های انتقال مومنتوم برای دستیابی به سطوح خلاء بالا ایده آل هستند. با این حال، برای برقراری جریان مولکولی، فشار کم باید در سراسر سیستم حفظ شود. رها کردن مستقیم اگزوز به جو یا در فشارهایی که ممکن است جریان برگشتی رخ دهد مشکل ساز است. برای رفع این مشکل، یک پمپ پشتی، اغلب یک پمپ جابجایی مثبت، همراه با پمپ خلاء استفاده می شود. پمپ پشتی در سطح خلاء پایین تری کار می کند و می تواند مستقیماً به اتمسفر تخلیه شود.
پمپ خلاء توربومولکولی: یک پمپ خلاء توربومولکولی دارای مراحل متعددی از پره های چرخان و ثابت توربین است. تیغه های دوار زاویه دار هستند تا حرکت قابل توجهی را به مولکول های گاز منتقل کنند و آنها را به صورت محوری طی مراحل متوالی به سمت اگزوز هدایت کنند. تیغه های ثابت، همچنین زاویه دار، گاز را در جهت صحیح هدایت می کنند. به دلیل جرم کوچک مولکول های گاز، روتورها باید با سرعت بسیار بالایی بچرخند. با این حال، ملاحظات طراحی برای پمپ های توربومولکولی توسط عواملی مانند تجمع گرمای اصطکاک و انحراف روتور محدود می شود.
پمپ خلاء انتشار: یک پمپ انتشار با استفاده از یک سیال محرک مانند نفت یا بخار برای انتقال تکانه به مولکول های گاز عمل می کند. در یک پمپ انتشار روغن، طراحی شامل یک بخاری برای تبخیر روغن است که سپس از طریق نازل های بالای دیگ بخار یا محفظه تبخیر با سرعت مافوق صوت خارج می شود. این بخار روغن با سرعت بالا با گازهایی که به طور تصادفی از محفظه فشار کم جریان دارند، تعامل دارد و آنها را جذب می کند. از کویل های خنک کننده برای متراکم کردن روغن تبخیر شده استفاده می شود که سپس برای استفاده مجدد به دیگ باز می گردد. مولکول های گاز گرفته شده به سمت اگزوز هدایت می شوند. اجکتورهای بخار یا گاز هیدروکربن بر اساس یک اصل مشابه عمل می کنند، اما نیازی به دیگ بخار ندارند، زیرا بخار یا سیال محرک از قبل به شکل بخار بوده و دارای سرعت کافی است.
پمپ های خلاء گیر
پمپهای خلاء حبسدار از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مختلفی برای جذب مولکولهای گاز استفاده میکنند. در حالی که هر نوع بر اساس اصول متفاوتی عمل می کند، آنها یک مزیت مشترک دارند: توانایی دستیابی به سطوح خلاء بالا بدون آلودگی روغن. برخلاف پمپ های دیگر، پمپ های خلاء حبس دار به روتور یا قطعات متحرک متکی نیستند. با این حال، آنها محدودیت هایی دارند، مانند نیاز به بازسازی پس از اشباع شدن سطح یا ماده جذب کننده. علاوه بر این، آنها در حذف گازهای سبک تر مانند هیدروژن، هلیوم و نئون بی اثر هستند. در زیر برخی از انواع رایج پمپ های خلاء حبس دار آورده شده است.
پمپ خلاء برودتی: پمپ های خلاء برودتی با خنک کردن گازها تا نقطه تراکم یا انجماد آنها کار می کنند. این پمپ ها در جذب گازهایی مانند نیتروژن و اکسیژن وقتی تا دمای زیر 20 کلوین سرد می شوند موثر هستند. برای گازهای سبک تر مانند هلیوم و هیدروژن، دمای 8 تا 10 کلوین مورد نیاز است. یک پمپ برودتی معمولی دارای یک سیستم خنک کننده دو مرحله ای است: مرحله اول تا حدود 70 تا 80 کلوین برای حذف بخار آب و روغن خنک می شود، در حالی که مرحله دوم تا حدود 10 تا 20 کلوین خنک می شود تا گازهایی را که در این دماهای پایین تر متراکم می شوند را جذب کند. علاوه بر این، یک ماده جاذب، مانند زغال فعال، اغلب در مرحله دوم برای به دام انداختن گازهای سرد شده استفاده می شود.
پمپ خلاء جذب: پمپ های خلاء جذب از جاذب هایی مانند زغال چوب فعال، زئولیت یا غربال های مولکولی برای جذب مولکول های گاز استفاده می کنند. این پمپ ها اغلب همراه با پمپ های برودتی استفاده می شوند که گازها را متراکم کرده یا فشار بخار آنها را کاهش می دهد و فرآیند جذب را افزایش می دهد.
پمپ خلاء یون پراکنده: همچنین به عنوان پمپ یون گیرنده یا پمپ یون شناخته می شود، یک پمپ خلاء یون پراکنده با یونیزه کردن گازهای ورودی با استفاده از آند عمل می کند. سپس گازهای یونیزه شده با یک کاتد یا گیرنده که معمولاً از تیتانیوم ساخته شده اند، برهم کنش می دهند. اتصال گازها به کاتد بسته به نوع گاز می تواند از طریق روش های شیمیایی یا فیزیکی رخ دهد. هنگامی که گاز یونیزه شده به کاتد برخورد می کند، باعث می شود برخی از اتم ها یا الکترون ها از سطح در فرآیندی به نام کندوپاش خارج شوند.
پمپ وکیوم سابلیمیشن تیتانیوم: این نوع پمپ خلاء با عبور جریان الکتریکی از یک رشته تیتانیوم کار می کند که باعث گرم شدن تیتانیوم و تبخیر آن در داخل محفظه می شود. سپس تیتانیوم تبخیر شده گازهای موجود در محفظه را با ایجاد پیوند با آنها، چه در حالی که گازها در حال انتقال هستند و چه زمانی که تیتانیوم یک لایه روی دیوارههای محفظه تشکیل میدهد، جذب میکند. هنگامی که فیلم تیتانیوم تمام شد، رشته دوباره تبخیر می شود تا لایه جدیدی از تیتانیوم برای ادامه جذب گاز ایجاد شود.
پمپ های گریز از مرکز : پمپ های گریز از مرکز از سرعت و تکانه برای حرکت سیال ها استفاده می کنند و از یک فن و پروانه ها برای تولید سرعت سیال استفاده می کنند. عملکرد آنها بر اساس اصل یک گرداب اجباری است که در آن چرخش یک جرم با یک نیروی خارجی باعث افزایش فشار می شود. این افزایش فشار، انتقال سیال را تسهیل می کند. پمپ های گریز از مرکز برای جابجایی حجم زیادی از مایعات با دبی بالا ایده آل هستند و امکان تنظیم آسان دبی را فراهم می کنند.
جزء کلیدی یک پمپ گریز از مرکز، پروانه آن است که حرکت مایع را تسریع می کند. پروانه بر روی شفتی نصب شده است که گشتاور را از طریق آستین شفت منتقل می کند.
