¿Cómo funcionan las bombas de alto y ultra alto vacío?

Hay 2 bombas de UHV con las que he trabajado en mis estudios y carrera, y funcionan con principios muy diferentes. Ninguno de ellos puede comenzar a bombear de manera segura hasta que la presión sea muy baja (es decir, bombeada por una bomba de desbaste). Son la bomba turbomolecular y la criobomba.

La bomba turbomolecular:


Para comprender cómo funciona esta bomba, debe comenzar con la diferencia entre el aire a presiones bastante estándar y el aire a presiones muy bajas. A presiones estándar, las moléculas de aire interactúan entre sí y, en consecuencia, exhibirá Difusión, o, la presión alta se moverá hacia la presión baja y la presión se igualará. Esa es la base de cómo funciona una bomba en bruto: cree una zona de baja presión y el aire de mayor presión se moverá por sí solo.

A presiones muy bajas, esto ya no es cierto. En cambio, las moléculas no interactúan entre sí y disparan a velocidades aleatorias relativamente altas. Piense en los rebotes de bala de cómo viajan las moléculas de aire.

La bomba turbomolecular (o turbobomba para abreviar) funciona bajo el supuesto balístico. Tiene un conjunto de cuchillas de giro rápido, diseñadas y anguladas para que cualquier molécula de aire individual que finalmente llegue aleatoriamente a la interfaz de la bomba sea derribada balísticamente en una bomba de respaldo, donde la presión seguirá siendo lo suficientemente alta como para que una bomba clásica pueda para aspirar el aire.

La criobomba:

Éste opera bajo un principio muy diferente. Funciona al tener una superficie activada químicamente de alta área superficial, enfriada a temperaturas muy bajas, más comúnmente enfriada por nitrógeno líquido y / o helio líquido, dependiendo de la presión de vacío deseada.

Crédito: LHC: no una entidad sino un tren de innovaciones.

Cuando estas moléculas de aire que viajan balísticamente golpean la superficie de la criobomba, la temperatura fría en relación con la molécula le roba a la molécula una gran parte de su impulso, luego la actividad química del filtro hará que la molécula se “pegue” al filtro.

La bomba de ultra alto vacío se utiliza básicamente para bombear gas hacia el exterior del sistema de ultra alto vacío. Por ejemplo, la humedad de varias sustancias puede eliminarse exponiéndolas en la cámara de vacío y dejando que los líquidos evaporados sean bombeados fuera del sistema.