진공 펌프는 어떻게 작동합니까?

진공 청소기는이 부피 내의 기체 압력이 대기압 미만인 물질이없는 공간입니다. 진공 펌프의 주요 기능은 기계적으로 또는 화학적으로 전체 또는 부분 진공을 생성하기 위해 포함 된 공간의 압력을 변경하는 것입니다. 가스 분자가 높은 곳에서 낮게 흐르면서 해당 부피의 전체 영역을 채우기 위해 가스 분자가 높아짐에 따라 압력은 항상 연결된 영역에 걸쳐 평형을 이루려고합니다. 따라서, 새로운 저압 공간이 도입되면, 가스는 자연적으로 고압 영역에서 동일한 압력이 될 때까지 저압 영역으로 흐릅니다. 이 진공 과정은 가스를 빨아 들이지 않고 분자를 밀어내는 것이 아니라 생성됩니다. 진공 펌프는 가스 분자를 한 영역에서 다음 영역으로 옮기기 위해 고압 상태를 변경하여 진공을 생성합니다.
진공 펌프 기본
진공 공간에서 분자가 제거되면, 추가를 제거하기가 기하 급수적으로 점점 더 어려워서 필요한 진공 출력이 증가합니다. 압력 범위는 여러 그룹으로 배치됩니다.
거친 / 낮은 진공 : 1000 ~ 1 mbar / 760 ~ 0.75 Torr
미세 / 중간 진공 : 1 ~ 10-3 mbar / 0.75 ~ 7.5-3 Torr
높은 진공 : 10-3 ~ 10-7 mbar / 7.5-3 ~ 7.5-7 Torr
초고 진공 청소기 : 10-7 ~ 10-11 MBAR / 7.5-7 ~ 7.5-11 TORR
극도의 높은 진공 : <10-11 mbar / <7.5-11 Torr
진공 펌프는 기능을 구별하기 위해 달성 할 수있는 압력 범위로 분류됩니다. 이러한 분류는 다음과 같습니다.
거친 진공 압력 범위와 낮은 진공 압력 범위를 처리하는 1 차 (백킹) 펌프.
부스터 펌프는 저압 범위를 처리합니다.
2 차 (높은 진공) 펌프는 높고 매우 높고 초 고 높은 진공 압력 범위를 처리합니다.

압력 요구 사항 및 작동 응용 프로그램에 따라 진공 펌프 기술은 습식 또는 건조로 간주됩니다. 습식 펌프는 윤활 및 밀봉을 위해 오일 또는 물을 사용하는 반면, 드라이 펌프는 가스 분자를 분리하고 압축하는 데 사용되는 회전 메커니즘 또는 정적 부품 사이의 공간에 유체가 없습니다. 윤활이 없으면 드라이 펌프는 내내가 매우 단단한 내내가 마모없이 효과적으로 작동합니다. 진공 펌프에 사용 된 몇 가지 방법을 살펴 보겠습니다.

펌프를 캡처하십시오
포획 펌프라고도하는 캡처 펌프는 움직이는 부품이 없으며 매우 높은 진공 압력이 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 부품을 움직이지 않고 캡처 펌프는 두 가지 다른 방법을 사용하여 진공 환경을 만들 수 있습니다.
cryopump (건조, 2 차) : 압력 7.5 x 10-10 Torr, 펌핑 속도 1200-4200 I/S
캡처 펌프에 사용되는 방법 중 하나는 극저온을 통해 가스 분자를 포획하여 가스 분자를 포획하는 것입니다. Cryopumps는 극저온 기술을 사용하여 가스를 매우 차가운 표면으로 얼리거나 덫을 놓습니다. 매우 추운 온도를 사용함으로써 그들은 진공을 생성하기 위해 분자를 내부로 효과적으로 끌어냅니다.
스퍼터 이온 펌프 (건조, 보조) : 압력 7.5 x 10-12 Torr, 펌핑 속도 1,000 I/S
스퍼터 이온 펌프는 가스 분자의 높은 자기장과 이온화를 사용하여 포획 방법으로 전기 전도성을 만듭니다. 자기장은 티타늄 캐소드에 증착되는 전기 양성 이온의 구름을 생성합니다. 이 과정에서 화학적으로 활성 재료는 가스 분자와 결합하여이를 끌어 당기고 진공을 만듭니다.

전송 펌프
전송 펌프는 두 가지 유형의 방법을 사용하여 작동 할 수 있습니다. 운동 에너지 또는 양성 변위. 캡처 펌프와 달리 전송 펌프는 시스템을 통해 가스 분자를 공간에서 밀어 내고 있습니다. 그들이 공통적으로 가지고있는 것은 모두 다른 시스템 간격으로 시스템을 통해 가스와 공기를 기계적으로 밀어 넣는 방법을 사용한다는 것입니다. 다중 전송 펌프가 더 높은 진공 및 유량을 제공하기 위해 병렬로 함께 사용되는 것이 일반적입니다. 펌프 고장시 중복성을 허용하기 위해 시스템에서 다중 전송 펌프를 사용하는 것이 일반적입니다.
운동 펌프
운동 펌프는 임펠러 (블레이드)를 통한 운동량 원리를 사용하거나 증기를 도입하여 가스를 배출구쪽으로 밀어 넣습니다.
터보 분자 펌프 (건조, 2 차) : 압력 7.5 x 10-11 Torr, 펌핑 속도 10-50,000 I/s.
모든 운동 펌프는 고압 응용 분야에 사용되므로 보조 펌프입니다. 건조 방법 중 하나는 가스 분자를 추진하는 챔버 내부의 고속 회전 블레이드를 사용하는 터보 분자 펌프입니다. 회전 블레이드에서 가스 분자로 운동을 전달하면 출구쪽으로 이동하는 속도가 증가합니다. 이 펌프는 압력이 낮고 전달 속도가 낮습니다.
증기 확산 펌프 (습식, 2 차) : 압력 7.5 x 10-11 Torr, 펌핑 속도 10-50,000 I/s.
증기 확산 펌프는 운동 에너지를 사용하여 가스 분자를 입구에서 출구로 끌어 올리는 고속 가열 오일 증기를 사용합니다. 움직이는 부품이 없으며 입구에 압력이 감소합니다.
양의 변위 펌프
다른 형태의 전송 유형은 양의 변위입니다. 양의 변위 펌프의 기본 원리는 원래 부피를 챔버로 팽창시키는 것입니다. 그들은 다른 단계에서 작고 분리 된 가스를 작게 움직여서 더 작은 부피로 압축하고 더 높은 압력으로 외부로 배출됩니다. 이 펌프는 낮은 압력 범위에서 작동하며 1 차 또는 부스터 펌프로 분류되며 습식 또는 건식 기술을 통합합니다. 다음은 다양한 유형의 양의 변위 1 차 진공 펌프입니다.
오일 밀봉 된 로터리 베인 펌프 (습식, 1 차) : 압력 1 x 10-3 mbar, 펌핑 속도 0.7-275 m3/h (0.4-162 ft3/min)
오일 밀봉 된 로터리 베인 펌프는 편심 마운트 로터로 가스를 압축하여 수비대 세트를 돌립니다. 원심력으로 인해, 이들은 미끄러 져 나와 하우징 사이에 챔버를 형성합니다. 펌핑 된 배지는이 챔버 내부에 갇혀 있습니다. 추가 회전 동안, 부피는 지속적으로 감소됩니다. 따라서, 펌핑 된 배지를 압축하여 출구로 운반한다. 로타리 베인 진공 펌프는 단일 단계 및 2 단계 버전으로 제공됩니다.

액체 링 펌프 (습식, 1 차) : 30mbar 압력, 펌핑 속도 25 - 30,000 m3/h (15 - 17,700 ft3/min)
액체 링 펌프는 원심 분리 가속도로부터 케이싱 주위에 움직이는 원통형 액체를 형성하는 회전을 향해 베네를 구부린 중심 임펠러를 갖는다. 반은 회전하고 액체 링에 의해 밀봉 될 때 다양한 크기의 초승달 모양의 공간을 만듭니다. 흡입 또는 입구 근처에서 볼륨이 커지면 가스를 떨어 뜨리고 가스를 끌어 올릴 수 있습니다. 그것이 회전함에 따라, 편심 위치 임펠러와 액체 고리 형성으로 인해 각 베인 사이의 부피가 감소합니다. 이것은 가스가 방전 될 때 압축되어 연속 흐름을 만듭니다.

다이어프램 펌프 (건조, 1 차) : 5 x 10-8 mbar 압력, 펌핑 속도 0.6-10 m3/h (0.35-5.9 ft3/min)
다이어프램 펌프는 건식 방법 양성 변위 진공 펌프입니다. 다이어프램은 크랭크 샤프트를 통해 연결된 막대에 앉아 다이어프램을 회전 할 때 수직으로 움직입니다. 다이어프램이 낮은 위치에 있으면 챔버의 부피가 증가하여 압력이 낮아지고 공기 분자를 당기는 것입니다. 다이어프램이 올라 가면 부피가 감소하고 가스 분자가 출구로 흐르면서 압축됩니다. 입구 및 출구 밸브는 모두 압력 변화에 반응하도록 스프링으로로드됩니다.
스크롤 펌프 (드라이, 1 차) : 1 x 10-2 MBAR 압력, 펌핑 속도 5.0-46 m3/h (3.0-27 ft3/min)
스크롤 펌프는 나선형 디자인에 두 개의 비 회전 스크롤을 사용합니다. 여기서 내부 궤도와 외부 볼륨 공간에서 가스를 갇히게합니다. 가스의 부피는 감소가 작고 작아지면서 최소 부피와 최대 압력에 도달 할 때까지 압축되며 나선형 중심에 위치한 출구에서 배출됩니다.
뿌리 스타일 펌프 (건조, 부스터) : 압력 <10-3 Torr, 펌핑 속도 100,000 m3/h (58,860ft3/min)
루트 펌프는 카운터가 회전 할 때 닿지 않고 메쉬를 두 개의 로브를 통해 한 방향으로 가스를 밀어 넣습니다. 이 카운터 회전은 압력을 압박하는 출구에서 동시에 감소하는 입구의 부피가 증가함에 따라 최대 유량을 만듭니다. 이 펌프는 대량의 가스를 제거 해야하는 응용 분야를 위해 설계되었습니다.
발톱 펌프 (건조, 부스터) : 압력 1 x 10-3 mbar, 펌핑 속도 100-800 m3/h (59-472 ft3/min)
발톱 펌프에는 회전하는 두 개의 로터리 클로가 있습니다. 그들은 매우 효율적이고 신뢰할 수 있으며 유지 보수가 낮으며 가혹한 산업 환경에서 종종 사용됩니다. 발톱은 서로 2/1000 '이내에 있지만 실제로는 결코 만지지 않습니다. 발톱과 챔버 하우징 사이의 최소한의 간극은 내부 씰을 최적화하여 마모와 윤활제 또는 오일이 필요합니다.

나사 펌프 (건조, 부스터) : 압력 1 x 10-2 Torr, 펌핑 속도 750 m3/h (440 ft3/min)
나사 펌프는 챔버 내부를 따라 수평으로 배치 된 두 개의 회전 나사를 왼손잡이와 오른 손잡이로 사용하여 접촉없이 메쉬를 사용합니다. 한쪽 끝에 도입 된 가스 분자는 두 나사 사이에 갇히고 반대 방향으로 회전함에 따라 가스는 부피가 감소하여 공간으로 밀려 들어 출구에 도달함에 따라 압축하고 입구에 의해 압력을 줄입니다.

결론
보시다시피, 가스 제거 공정에 필요한 진공 펌프를 결정하면 많은 요인에 따라 다를 수 있습니다. 여기에는 펌핑 압력 및 속도 범위, 유량, 가스 유형 적용, 볼륨 크기, 기대 수명 및 시스템 위치가 포함됩니다. 이것은 시간이 많이 걸리고 올바르게 선택되지 않으면 비용이 많이들 수있는 어려운 작업 일 수 있습니다. Anderson Process는 시스템에 맞춤형 제조 솔루션이 필요한 경우 다양한 펌프 및 장비 인벤토리 및 전체 엔지니어링 및 제조 시설 인 전문 지식 으로이 선택 프로세스를 간단하게 만들 수 있습니다.
Anderson Process는 모든 산업에서 다양한 응용 프로그램에 대한 수요를 충족시킬 수있는 고유 한 제품의 공인 제공 업체입니다. 이 펌프 유형은 로타리 베인, 로타리 로브, 액체 링, 스크롤, 마른 나사 및 발톱 펌프가 모든 압력 범위와 펌핑 속도를 갖춘 진공 적용이 필요한 유량을 처리합니다.
태그 : 부스터 펌프, 캡처 펌프, 발톱 펌프, 가스 펌프, 운동 펌프, 액체 링 펌프, 양의 변위 펌프, 1 차 펌프, 로터리 베인 펌프, 2 차 펌프, 이송 펌프, 진공 펌프.