중국 표준 실험실 부식 방지 휴대용 전기 순환수 무오일 진공 펌프 AC 시스템

진공 펌프에 대한 기본 지식

진공 펌프는 밀폐된 공간에서 기체 분자를 빨아들여 부분 진공 상태를 유지하는 장치입니다. 진공 펌프의 주요 기능은 주어진 공간 또는 여러 공간 내에 상대 진공을 생성하는 것입니다. 진공 펌프에는 여러 종류가 있습니다. 이 글에서는 진공 펌프의 작동 원리, 종류 및 적용 분야에 대해 설명합니다.

작동 방식

진공 펌프는 주변 대기압보다 높은 압력을 가하여 시스템에서 기체를 제거하는 기계 장치입니다. 진공 펌프의 작동 원리는 기체 이동 및 포집 원리에 기반합니다. 진공 펌프는 진공도와 단위 부피(입방센티미터)당 제거할 수 있는 기체 분자 수에 따라 분류할 수 있습니다. 중진공에서 고진공 상태에서는 기체 분자들이 서로 충돌하면서 점성 흐름이 발생합니다. 진공도가 증가하면 분자 흐름 또는 전이 흐름이 발생합니다.
진공 펌프는 여러 구성 요소로 이루어져 있어 다양한 용도로 활용할 수 있습니다. 주요 구성 요소 중 하나는 모터이며, 모터는 회전자와 고정자로 구성됩니다. 회전자와 고정자에는 전원이 공급될 때 자기장을 생성하는 코일이 들어 있습니다. 이 두 부분은 펌프의 무게를 지탱할 수 있는 받침대에 장착되어야 합니다. 또한 윤활 및 냉각을 위해 시스템 전체에 오일을 순환시키는 오일 배출구가 있습니다.
또 다른 종류의 진공 펌프로는 액체 링 진공 펌프가 있습니다. 이 펌프는 임펠러를 날개 위 또는 아래에 위치시켜 작동합니다. 액체 링 펌프는 임펠러의 회전 속도도 조절할 수 있습니다. 하지만 이 유형의 펌프를 사용하려면 전문가와 상담하는 것이 좋습니다.
진공 펌프는 기체 분자를 압력이 높거나 낮은 영역으로 이동시켜 작동합니다. 압력이 낮아질수록 분자를 제거하기가 더 어려워집니다. 산업용 진공 시스템에는 1~10⁻⁶ Torr 범위에서 작동할 수 있는 펌프가 필요합니다.

유형

진공 펌프에는 여러 종류가 있습니다. 진공 펌프는 실험실을 비롯한 다양한 분야에서 사용됩니다. 이 펌프의 주된 목적은 진공 챔버에서 공기나 기체 분자를 제거하는 것입니다. 펌프의 종류에 따라 이를 달성하는 방식이 다릅니다. 어떤 펌프는 용적식 펌프 방식을 사용하는 반면, 액체 링 펌프, 분자 전달 펌프, 포획 펌프 등의 방식을 사용하기도 합니다.
이러한 펌프 중 일부는 진공관, CRT, 전등 및 반도체 공정 등 산업 공정에 사용됩니다. 또한 자동차의 유압 부품과 항공기에도 동력을 공급하는 데 사용됩니다. 자이로스코프는 일반적으로 이러한 펌프로 제어됩니다. 경우에 따라 의료 분야에서도 사용됩니다.
진공 펌프의 작동 원리는 펌핑하는 기체의 종류에 따라 다릅니다. 주요 유형으로는 용적형, 부용적형, 그리고 운동량 전달형의 세 가지가 있습니다. 윤활 방식에 따라 이러한 원리는 다시 여러 종류의 펌프로 세분화될 수 있습니다. 예를 들어, 건식 진공 펌프는 기체나 증기에 대한 민감도가 낮습니다.
또 다른 종류의 진공 펌프로는 로터리 베인 펌프가 있습니다. 이 펌프는 로터와 진공 챔버라는 두 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 로터리 베인 펌프는 펌프 케이싱에 대해 회전하는 부품들을 회전시켜 작동합니다. 로터리 펌프의 접촉면은 저압측으로 유체가 누출되는 것을 방지하기 위해 매우 작은 간극으로 설계됩니다. 이 펌프는 맥동이 적고 연속 유량이 높은 진공 응용 분야에 적합합니다. 하지만 연삭 매체에는 적합하지 않습니다.
진공 펌프에는 여러 종류가 있으며, 용도에 맞는 펌프를 선택하는 것이 중요합니다. 펌프의 종류는 시스템의 필요성과 목적에 따라 달라집니다. 대형 펌프는 연속 작동이 가능하고, 소형 펌프는 간헐적인 사용에 더 적합합니다.

적용하다

진공 펌프는 다양한 산업 및 과학 공정에 사용됩니다. 예를 들어 진공관, CRT, 전등 생산에 사용되며 반도체 공정에도 사용됩니다. 또한 진공 펌프는 다른 장비의 기계적 지지대로도 사용됩니다. 예를 들어 자동차 엔진에는 여러 개의 진공 펌프가 장착되어 항공기의 유압 부품을 구동할 수 있습니다. 뿐만 아니라 핵융합 연구에도 자주 사용됩니다.
실험실에서 가장 흔하게 사용되는 진공 펌프는 로터리 베인 펌프입니다. 이 펌프는 원형 하우징 내부에 있는 회전하는 날개들을 통해 공기 흐름을 유도하여 작동합니다. 날개가 하우징을 통과하면서 내부의 기체를 제거하고 진공을 생성합니다. 로터리 펌프는 일반적으로 단단 또는 이중 단으로 구성되며 10~6bar의 압력을 처리할 수 있습니다. 또한 높은 펌핑 속도를 자랑합니다.
진공 펌프는 웨이퍼 상에 태양 전지를 제작하는 데에도 사용됩니다. 여기에는 도핑, 확산, 건식 식각, 플라즈마 강화 화학 기상 증착, 벌크 분말 생성 등 다양한 공정이 포함됩니다. 이러한 응용 분야는 공정에 사용되는 진공 펌프의 종류에 따라 달라지므로, 선택하는 진공 펌프는 해당 환경에 적합하게 설계되어야 합니다.
진공 펌프에는 여러 종류가 있지만 기본적인 작동 원리는 동일합니다. 각 펌프는 진공 유형에 따라 기능과 용량이 다릅니다. 일반적으로 용적형 펌프, 로터리 베인 펌프, 액체 링 펌프, 분자 이송 펌프로 구분됩니다.

유지

일반적인 유지보수 및 수리에 대한 책임은 주 연구자(PI)에게 있습니다. Agknx는 PI 및 기타 관련 연구실 직원의 승인을 받아야 합니다. Agknx는 진공 펌프 장비의 일상적인 유지보수에 대한 지침을 제공합니다. Agknx는 진공 펌프 장비에 대한 상세한 정기 점검을 대체하기 위한 것이 아니며, 이러한 점검은 인증/자격을 갖춘 서비스 담당자가 수행해야 합니다. 장비에 문제가 발생하면 사용자는 PI 또는 연구실 담당자에게 문의하여 도움을 받아야 합니다.
먼저 진공 펌프에 느슨한 부품이 있는지 확인하십시오. 입구 및 출구 압력 게이지가 열려 있는지 확인하십시오. 적정 압력이 표시되면 게이트 밸브를 여십시오. 또한 진공 펌프의 양정과 유량을 점검하십시오. 유량과 양정은 라벨에 표시된 범위 내에 있어야 합니다. 베어링 온도는 35°F(1.7°C) 이내여야 하며, 최대 온도는 80°F(27°C)를 초과해서는 안 됩니다. 진공 펌프 부싱이 심하게 마모된 경우 교체해야 합니다.
진공 펌프가 여러 차례 비정상 작동 상태를 경험한 경우, 성능 테스트를 수행해야 합니다. 테스트 결과를 기준값과 비교하여 이상 징후를 파악해야 합니다. 펌프의 조기 고장을 방지하려면 체계적인 예측 유지보수 접근 방식이 필수적입니다. 이는 반도체 산업에서 비교적 새로운 분야이지만, 주요 반도체 기업과 주요 진공 펌프 공급업체들은 아직 일관된 접근 방식을 개발하지 못했습니다.
진공 펌프의 성능을 평가하기 위한 간소화된 펌프 다운 시험 방법을 제안한다. 이 방법은 모의 폭기 현장 시험과 네 가지 펌프 성능 지표를 포함한다. 성능 지표는 가스 부하 조건, 공회전 조건, 그리고 가스 부하에 따른 시험 조건에서 평가된다.

비용

진공 펌프의 총 비용은 크게 초기 투자 비용과 지속적인 유지 보수 비용 두 가지로 구성됩니다. 유지 보수 비용은 초기 투자 비용의 약 4~5배에 달하기 때문에 가장 큰 비중을 차지합니다. 따라서 에너지 효율이 높은 모델을 선택하는 것은 전체 시스템 비용과 투자 회수 기간을 줄이는 좋은 방법입니다.
진공 펌프의 초기 구매 비용은 약 $786입니다. 오일 윤활식 로터리 베인 펌프가 가장 저렴하며, 오일 프리 로터리 베인 펌프는 약간 더 비쌉니다. 비접촉식 펌프도 가격이 조금 더 높습니다. 진공 펌프의 가격은 높은 편은 아니지만, 신중하게 고려해야 할 요소입니다.
진공 펌프를 선택할 때는 펌핑하려는 가스의 종류를 고려하는 것이 중요합니다. 어떤 펌프는 공기만 펌핑하는 데 적합한 반면, 헬륨을 펌핑하도록 설계된 펌프도 있습니다. 오일이 없는 공기는 일반 공기와 펌핑 속도 특성이 다릅니다. 따라서 펌프가 요구 사항을 충족하는지 확인하려면 펌핑하려는 매체의 특성을 고려해야 합니다. 진공 펌프의 총비용은 구매 가격보다 훨씬 높을 수 있는데, 이는 일상적인 운영 및 유지 보수 비용이 훨씬 더 많이 들 수 있기 때문입니다.
윤활식 진공 펌프는 내구성이 뛰어나고 가격이 저렴한 경향이 있지만, 유지 보수가 더 자주 필요할 수 있습니다. 유지 보수 비용은 펌핑해야 하는 가스의 종류에 따라 달라집니다. 가벼운 가스는 천천히 펌핑해야 하고, 무거운 가스는 빠르게 펌핑해야 합니다. 진공 펌프의 유지 보수 수준은 윤활 빈도에 따라서도 결정됩니다.
다이어프램 진공 펌프는 정기적인 유지보수와 오일 교환이 필요합니다. 다이어프램 펌프의 오일은 3,000시간 사용마다 교환해야 합니다. 또한, 이 펌프는 화학 물질 및 부식에 대한 내성이 있어 산성 및 점성 제품에도 사용할 수 있습니다.

CX 편집, 2023년 5월 9일