پمپ های تله سرمایی

پمپ های خشک به خاطر عدم استفاده از روغن مزیت های زیادی دارند. پمپ های سرمازا از اولین نوع پمپ های خشک بودند که عملکرد بسیار ساده ای داشتند . به زبان ساده این پمپ ها از تکنیک تله سرمایی استفاده مي كنند. بدین معنی که با ایجاد نواحی سرد که در ادامه مورد بررسی قرار خواهد گرفت، موجب تراکم گازها می شود. برخلاف بسیاری از پمپ ها، گازها از پمپ خارج نمی شوند بلکه داخل یک سطح سرد شده[1] به دام می افتند.
براي ايجاد تله سرمايي از هلیوم مایع و يا نیتروژن مایع استفاده مي شود كه در یک مسیر بسته داخل پمپ می چرخند. هلیوم مایع، درجه حرارت 2/4 کلوین دارد( C 8/268-) ولی گاهي نیتروژن مایع (77کلوین) به جای آن استفاده می شود.
در این پمپ ها، به دلیل استفاده از محدوده دمایی بسیار پایین به جای واحد سلسیوس، از واحد کلوین استفاده می کنند. یادآوری می شود که هر درجه سلسیوس معادل 15/274 درجه کلوین است.
فرآیند پمپاژ همان طورکه در شکل1،نشان داده شده است در سه مرحله انجام مي شود و طي اين سه مرحله، سه مجموعه مختلف گاز متراکم می شوند:

شکل1: نمای داخلی یک پمپ سرمازا

اولین ناحیه در درجه حرارت 0K 77 نگه داشته می شود تا بخار آب و دیگر گازهای متراکم شده در این درجه حرارت را جمع آوری شوند. دومین ناحیه در درجه حرارت 0K 20-10 نگه داشته می شود و گازهایی مانند آرگون، اکسیژن و نیتروژن را متراکم می شوند و در نهایت در سومین ناحیه از یک ماده متخلخل مانند زغال چوب استفاده می شود که همانند ناحیه دوم در درجه حرارت 0K 20-10 نگهداری می شود. چرا که گازهایی مانند هیدروژن، هلیوم و نئون در چنین دمایی براحتی متراکم نمی شوند. جذب برودتی در سطوح متخلخل سرد شده به طور مؤثری چنین گازهایی را از داخل محفظه محو می کند. شکل2، نماي واقعی یک پمپ سرمازا را نشان مي دهد. مزیت این سیستم ها، عدم نیاز به حرکت و چرخش تجهیزات داخل محفظه و در نتیجه عدم نیاز به روغن کاری است که در فرآیند لایه نشانی بسیار مهم است. باید دقت کرد که این گازهای به دام افتاده، باید به طور متناوب پاک سازی شوند. این پاک سازی به شکل های مختلفی انجام می شود.

شکل2: نماي واقعی یک پمپ سرمازا

عمومی ترین آنها پمپاژ داخل پمپ سرمازا توسط یک پمپ مکانیکی می باشد. بدین صورت که در حالتی که شیر اصلی پمپ(شیر بين پمپ و محفظه خلأ) بسته است ، پمپ سرمازا را گرم می کنند و در ادامه یک گاز حامل (معمولا نیتروژن) وارد پمپ سرمازا شده و از طرف دیگر توسط پمپ چرخشی پمپاژ می شود و در نتیجه کلیه گازها و بخارات از داخل پمپ خارج می شود.
[1] Cold head

منبع : کتاب مبانی لایه نشانی و آنالیز نانو ساختار تالیف آقای جهانبخش مشایخی، انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

Movie

Site Statistics

كاربران آنلاين:
بازدید امروز:
بازديد ديروز:
بازديد هفته گذشته:
بازديد ماه گذشته:
بازدید کل:
بیشترین بازدید: