Análisis de datos de las ventajas de las bombas turbomoleculares

- May 21, 2018-

Como las bombas turbomoleculares funcionan mejor que las bombas criogénicas, las bombas de iones y las bombas de difusión en algunos aspectos. Se usa en la mayoría de las circunstancias normales.


(1) Limpiar sin reflujo de vapor de aceite

La bomba turbomolecular puede operarse de acuerdo con los procedimientos de operación sin usar ninguna trampa, y puede proporcionar un entorno de vacío extremadamente limpio que contiene hidrocarburos para el contenedor bombeado. Las bombas turbomoleculares modernas rara vez usan aceite para lubricar excepto las bombas grandes, la mayoría de las bombas pequeñas usan cojinetes lubricados con grasa, algunas bombas pequeñas también usan cojinetes de aire, pero los cojinetes magnéticos se usan con mayor frecuencia. En los últimos años, ha habido muchas bombas de respaldo de tipo seco, por lo que el sistema de bomba turbomolecular no tiene reflujo de vapor de aceite, lo que lo convierte en una bomba de alto vacío de tipo seco verdaderamente limpia (Figura 4).


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                            Presión máxima: 2 × 10-7 Pa

Figura 4 Típico espectrograma del gas residual de la bomba turbolecular


La Figura 4 muestra que no hay hidrocarburos en el sistema de bomba turbomolecular, 17 y 18 en la curva se refiere a OH + y H2O +.


(2) Fácil de usar

En muchas aplicaciones, las bombas turbomoleculares no necesitan válvulas de alto vacío o válvulas de vacío en bruto. Puede funcionar simplemente presionando el botón y reduciéndose a la presión final de la presión atmosférica. Este sistema puede ser bombeado mediante una bomba turbomolecular y la bomba puede acelerarse directamente a la velocidad de operación, lo que elimina la necesidad de componentes de vacío como válvulas, tuberías, trampas y controladores de válvula, así como la falla de estos componentes. Por lo tanto, el sistema de bomba turbomolecular ocupa un espacio pequeño, y la dirección de instalación de la misma no está limitada. De modo que la bomba puede instalarse en cualquier dirección (sin incluir la bomba lubricada con aceite, que solo puede funcionar dentro de un rango vertical de ± 5 °). Con esta característica, la bomba turbomolecular se puede usar donde la ubicación de la instalación es limitada.


(3) Capacidad de transmisión de gas fuerte

La mayoría de las bombas turbomoleculares tienen buena capacidad de suministrar gases ligeros como hidrógeno y helio, por lo que es muy adecuada para operaciones de proceso bajo ultra alto vacío, como los procesos de hidrógeno rico, detectores de fugas de espectrómetro de masas de helio y otras aplicaciones. Hay algunas bombas turbo moleculares específicamente diseñadas para bombear gases corrosivos, son adecuadas para grabado, grabado de iones reactivos, procesamiento de haces de iones, deposición de vapor químico a baja presión, epitaxia, implantación de iones y otros procesos. Y en estos procesos, el gas bombeado puede corroer bombas criogénicas, bombas de iones y aceites de bombas de difusión. Incluso destruye la bomba turbomolecular estándar pero no protegida. Dado que la bomba turbo molecular es un tipo de bomba de transmisión, el gas bombeado puede pasar a través de ella sin acumulación en la bomba. Por lo tanto, es adecuado para procesos de alta carga de gas, como pulverización catódica, grabado, etc.


(4) Adecuado para aplicaciones de vacío ultra alto

Una buena bomba turbomolecular sellada y desgasificada con una bomba de paletas giratoria de dos etapas con buen rendimiento (o una bomba de pre-etapa seca con el mismo rendimiento) puede tener un vacío final de típicamente 10-9 a 10-10 Torr (es decir, entre 133,3 y 13,33 nPa). Si una bomba turbo molecular está conectada con otra bomba turbo molecular bien sellada y desgasificada en serie, la presión final de la misma es generalmente entre 1 × 10 -10 y 1 × 10 -11 Torr (es decir, entre 13.33 y 1.333 nPa). A diferencia de las bombas criogénicas o las bombas de iones, las bombas turbomoleculares pueden funcionar a velocidades de bomba máxima en condiciones de vacío ultra alto. Estas propiedades, así como su buena limpieza (sin hidrocarburos), claramente el usuario elegirá bombas turbomoleculares para espectrómetros de masas de alta resolución, dispositivos de epitaxia de haces moleculares, instrumentos analíticos de ultra alto vacío y otros equipos.


(5) Buen rendimiento bajo alta presión

Las presiones de entrada de alguna bomba turbomolecular pueden operar entre 10-1 y 10-3 Torr (es decir, 13.33 Pa y 133.3 mPa). La bomba de iones no se puede utilizar en este rango de presión, para la bomba de difusión, la operación se vuelve inestable.


(6) Tiempo de ciclo corto

La mayoría de las bombas turbomoleculares, especialmente las más pequeñas, generalmente demoran entre 1 y 3 minutos para alcanzar velocidades normales de operación. Y hay una pequeña diferencia entre los diferentes tipos y modelos de bombas. La bomba turbomolecular puede apagarse inmediatamente y exponerse a la atmósfera. Esta función de ciclo rápido es útil en sistemas de entrada de muestra, especialmente para detectores de fugas manuales.


(7) Largo tiempo de servicio

En algunas aplicaciones, la bomba turbomolecular tiene una vida útil más larga que otras bombas. Debido a la carga pesada de gas y la fuga de la válvula, ocasiona la regeneración o reparación ocasional de la bomba criogénica. Además, la bomba turbo molecular también puede eliminar la contaminación de la cámara de vacío debido al aceite de la bomba.