نظام التفريغ عبارة عن ترتيب معقد للمكونات المصممة لإنشاء بيئة مضبوطة والحفاظ عليها بمستويات ضغط منخفضة أقل من الضغط الجوي. تجد هذه الأنظمة تطبيقات في مجموعة واسعة من الصناعات ، من البحث العلمي والتصنيع إلى الإلكترونيات واستكشاف الفضاء. إن فهم كيفية عمل نظام الفراغ ومكوناته الرئيسية أمر بالغ الأهمية لفهم تطبيقاته المتنوعة وأهميته في مختلف المجالات.

عمل نظام الفراغ:

في جوهره ، يعمل نظام التفريغ عن طريق إزالة جزيئات الغاز من مساحة محددة ، وبالتالي تقليل الضغط وخلق بيئة ضغط منخفض يتم التحكم فيها. يتم تحقيق ذلك من خلال سلسلة من المكونات المترابطة التي تعمل معًا لإنشاء مستوى الفراغ المطلوب والتحكم فيه والحفاظ عليه. المبدأ الأساسي هو إنشاء تدرج ضغط يسمح لجزيئات الغاز بالانتقال من منطقة ضغط أعلى إلى منطقة ضغط منخفض ، مما يؤدي في النهاية إلى إخلاء النظام.

المكونات الرئيسية ل نظام الشفط :

مضخة الفراغ: مضخة التفريغ هي قلب النظام ، وهي المسؤولة عن إزالة جزيئات الغاز من النظام. هناك أنواع مختلفة من مضخات التفريغ ، كل منها يلبي نطاقات الضغط والتطبيقات المختلفة. تشمل الأنواع الشائعة ما يلي:

مضخات الإزاحة الإيجابية: تشمل مضخات الريشة الدوارة ومضخات الكباس ، التي تحبس جزيئات غاز العادم فعليًا.

مضخات نقل الزخم: من الأمثلة مضخات الانتشار والمضخات الجزيئية التوربينية ، والتي تستخدم دوران عالي السرعة لدفع جزيئات الغاز خارج النظام.

مضخات الفخ: هي مضخات التبريد ومضخات الامتصاص التي تلتقط جزيئات الغاز على الأسطح الباردة أو المواد الممتزة.

غرفة التفريغ: غرفة التفريغ هي المساحة المغلقة حيث يحدث تقليل الضغط. إنه مصمم لتحمل فرق الضغط ومجهز بمنافذ لتوصيل مضخة التفريغ والمقاييس والمكونات الأخرى.

قياس الضغط والتحكم فيه: يعد القياس الدقيق للضغط ضروريًا للتحكم في مستوى الفراغ والحفاظ عليه. تستخدم مقاييس الضغط مثل مقاييس بيراني ومقاييس التأين ومقاييس ضغط السعة لمراقبة الضغط. تنظم أنظمة التحكم سرعة المضخة وتدفق الغاز لتحقيق نطاق الضغط المطلوب.

الصمامات: يتم وضع الصمامات بشكل استراتيجي في النظام للتحكم في تدفق الغاز ، وعزل أجزاء مختلفة من النظام ، وتمكين الصيانة. تستخدم صمامات البوابة وصمامات الفراشة والصمامات الكروية بشكل شائع لمعالجة تدفق الغاز.

منافذ مدخل ومخرج الغاز: تسهل هذه المنافذ إدخال الغازات في النظام لعمليات مثل الرش ، وترسيب البخار الكيميائي ، وزرع الأيونات. كما أنها تسمح بالتنفيس المتحكم فيه للنظام.

المرشحات والفخاخ: تُستخدم المرشحات والفخاخ لالتقاط وإزالة الجسيمات والسوائل والغازات غير المرغوب فيها من نظام التفريغ. تمنع المصائد الباردة والمناخل الجزيئية ومرشحات الجسيمات الملوثات من دخول غرفة التفريغ.

الأختام والحشيات: للحفاظ على سلامة بيئة الفراغ ، يتم استخدام الأختام والحشيات عالية الجودة في نقاط التوصيل المختلفة. هذه تمنع تسرب الغاز وتحافظ على تدرج الضغط.

مضخة الدعم: في بعض أنظمة التفريغ ، تُستخدم مضخة دعم لمساعدة مضخة التفريغ الأولية عن طريق التعامل مع كميات غاز أكبر عند ضغوط أعلى. هذا يساعد على تحسين كفاءة المضخة ويقلل من الحمل على المضخة الأولية.

الحواجز والناشرات: تم تصميم هذه المكونات لتوجيه تدفق الغاز وإدارة ديناميكيات الغاز داخل النظام ، مما يقلل الاضطراب ويساعد في عملية الإخلاء.

الملحقات: يمكن دمج العديد من الملحقات في نظام التفريغ حسب تطبيقه. قد يشمل ذلك حاملات العينات وعناصر التسخين أو التبريد وأجهزة المراقبة والتحليل في الموقع.

باختصار ، يعمل نظام التفريغ عن طريق إنشاء بيئة محكومة بضغط منخفض من خلال استخدام مكونات متخصصة تعمل في وئام. تعمل مضخة التفريغ كمكون أساسي ، بينما تلعب غرفة التفريغ وأنظمة قياس الضغط والتحكم والصمامات والمكونات الأخرى أدوارًا مهمة في تحقيق مستوى الفراغ المطلوب والحفاظ عليه. يختلف تصميم هذه المكونات وتكاملها بناءً على التطبيق المحدد ، سواء كان ذلك في تصنيع أشباه الموصلات أو التجارب البحثية أو محاكاة الفضاء. يعزز التقدم المستمر في تقنية نظام التفريغ من قدراتنا عبر العديد من المجالات العلمية والصناعية والتكنولوجية.