आणविक ड्रैग पंप

एक आणविक ड्रैग पंप एक प्रकार का वैक्यूम पंप है जो एक घूर्णन सतह के खिलाफ हवा के अणुओं को खींचने का उपयोग करता है। सबसे आम उप-प्रकार होल्वेक पंप है, जिसमें सर्पिल खांचे के साथ एक घूर्णन सिलेंडर होता है जो पंप के उच्च वैक्यूम पक्ष से पंप के निचले वैक्यूम पक्ष तक गैस को निर्देशित करता है। पुराने Gaede पंप डिजाइन समान है, लेकिन पंपिंग गति में नुकसान के कारण बहुत कम आम है। सामान्य तौर पर, भारी गैसों के लिए आणविक ड्रैग पंप अधिक कुशल होते हैं, इसलिए लाइटर गैसेस (हाइड्रोजन, ड्यूटेरियम, हीलियम) आणविक ड्रैग पंप चलाने के बाद बचे हुए अधिकांश अवशिष्ट गैसों को बनाएंगे। 1950 के दशक में आविष्कार किया गया टर्बोमोलेक्युलर पंप, इसी तरह के ऑपरेशन पर आधारित एक अधिक उन्नत संस्करण है, और इसके लिए एक होल्वेक पंप को अक्सर बैकिंग पंप के रूप में उपयोग किया जाता है। होलवेक पंप कम से कम एक वैक्यूम का उत्पादन कर सकता है 1e-8 mmHg.

गेदे
सबसे पहला आणविक ड्रैग पंप वोल्फगैंग जीएई द्वारा बनाया गया था, जिनके पास 1905 में पंप का विचार था, और लेयबोल्ड जीएमबीएच के साथ एक व्यावहारिक उपकरण बनाने की कोशिश में कई साल बिताए। अपेक्षाओं को पूरा करने वाला पहला प्रोटोटाइप डिवाइस 1910 में पूरा हुआ, जिससे कम का दबाव प्राप्त हुआ $$10^{-6}$$ mbar. 1912 तक, बारह पंप बनाए जा चुके थे, और अवधारणा को उस वर्ष 16 सितंबर को मुंस्टर में फिजिकल सोसाइटी की बैठक में प्रस्तुत किया गया था, और आम तौर पर अच्छी तरह से प्राप्त किया गया था।

गैडे ने इस आणविक पंप के सिद्धांतों पर कई पत्र प्रकाशित किए, और डिजाइन का पेटेंट कराया। कार्य सिद्धांत यह है कि कक्ष में गैस तेजी से घूमने वाले सिलेंडर के एक तरफ उजागर होती है। गैस और कताई सिलेंडर के बीच टकराव गैस के अणुओं को सिलेंडर की सतह के समान दिशा में संवेग देता है, जिसे निर्वात कक्ष से दूर और एक अग्र-रेखा की ओर डिज़ाइन किया गया है। फोरलाइन पर दबाव कम करने के लिए एक अलग बैकिंग पंप का उपयोग किया जाता है | फोर-लाइन (आणविक पंप का आउटपुट), चूंकि कार्य करने के लिए, आणविक पंप को कम दबाव में संचालित करने की आवश्यकता होती है, ताकि अंदर की गैस मुक्त आणविक प्रवाह में हो. पंप का एक महत्वपूर्ण माप संपीड़न अनुपात है, $$K$$. यह निर्वात के दबाव का अनुपात है, $$P_{vac}$$ आउटलेट के दबाव के लिए, $$P_{fore}$$ और विभिन्न दबावों में मोटे तौर पर स्थिर है, लेकिन अलग-अलग गैस पर निर्भर करता है।
 * $$ \frac{P_{fore}}{P_{vac}} = K$$

घूर्णन सतहों के साथ टकराव के कारण प्रवाह की गणना करके, और रिवर्स दिशा में प्रसार की दर की गणना करके गैसों के गतिज सिद्धांत का उपयोग करके संपीड़न अनुपात का अनुमान लगाया जा सकता है। संपीड़न अनुपात भारी अणुओं के लिए बेहतर होता है, क्योंकि लाइटर गैसों का तापीय वेग अधिक होता है और घूर्णन सिलेंडर की गति का इन तेज गति वाले, हल्के गैसों पर कम प्रभाव पड़ता है।

इस गेडे आण्विक पंप का उपयोग शुरुआती प्रयोग परीक्षण वैक्यूम गेज में किया गया था।

होल्वेक
फर्नांड होल्वेक द्वारा 1920 के दशक की शुरुआत में बेहतर होल्वेक डिजाइन का आविष्कार किया गया था मुलायम एक्स-रे के अध्ययन में उनके काम के लिए उनके उपकरण के हिस्से के रूप में। यह फ्रांसीसी वैज्ञानिक उपकरण निर्माता, चार्ल्स ब्यूडॉइन द्वारा निर्मित किया गया था। उन्होंने 1925 में डिवाइस पर पेटेंट के लिए आवेदन किया। Gaede पंप से मुख्य अंतर एक सर्पिल के अतिरिक्त था, जो या तो कताई सिलेंडर में या स्थिर आवास में कटौती करता था। होल्वेक पंपों को अक्सर सैद्धांतिक रूप से प्रतिरूपित किया गया है।  होल्वेक के सहपाठी और सहयोगी, एच. गोंडेट, बाद में डिजाइन में अन्य सुधारों का सुझाव देंगे।

सिगबान
एक अन्य डिजाइन मैन सिगबान द्वारा दिया गया था। उन्होंने एक पंप का निर्माण किया था जिसका उपयोग 1926 में किया गया था। 1926 से 1940 तक लगभग 50 सीगबान के पंप बनाए गए थे। ये पंप आमतौर पर तुलनीय प्रसार पंपों की तुलना में धीमे थे, इसलिए उप्साला विश्वविद्यालय के बाहर दुर्लभ थे। साइक्लोट्रॉन में उपयोग के लिए 1940 के आसपास सीगबैन प्रकार के बड़े, तेज पंप बनाए जाने लगे। 1943 में, Seigbahn ने इन पंपों के बारे में एक पेपर प्रकाशित किया, जो एक रोटेटिंग डिस्क पर आधारित थे।

टर्बोमोलेक्युलर पंप
में प्रयोग करें

जबकि गैडे, होलवेक और सिगबैन के आणविक ड्रैग पंप कार्यात्मक डिजाइन हैं, वे स्टैंड-अलोन पंप के रूप में अपेक्षाकृत असामान्य बने रहे हैं। एक मुद्दा पंपिंग गति का था: प्रसार पंप जैसे विकल्प बहुत तेज हैं। दूसरे, इन पंपों के साथ एक प्रमुख मुद्दा विश्वसनीयता है: माइक्रोमीटर के दसियों में चलती भागों के बीच की खाई के साथ, किसी भी धूल या तापमान परिवर्तन से भागों को संपर्क में लाने और पंप को विफल करने का खतरा होता है। टर्बोमोलेक्युलर पंप ने इनमें से कई नुकसानों पर काबू पा लिया। कई आधुनिक टर्बोमोलेक्युलर पंपों में अंतर्निर्मित आणविक ड्रैग चरण होते हैं, जो उन्हें उच्च फोरलाइन दबावों पर संचालित करने की अनुमति देता है।

टर्बो आण्विक पंपों में एक चरण के रूप में, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला डिजाइन होल्वेक प्रकार है, जो गेडे डिजाइन की तुलना में काफी अधिक पंपिंग गति के कारण होता है। जबकि धीमी गति से, गेडे डिजाइन में समान संपीड़न अनुपात के लिए उच्च इनलेट दबाव को सहन करने और होल्वेक प्रकार की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट होने का लाभ है। जबकि गैडे और होल्वेक डिजाइनों का व्यापक रूप से अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, हॉल्वेक चरणों की तुलना में उनके काफी अधिक कॉम्पैक्ट डिजाइन के कारण सिगबैन-प्रकार के डिजाइनों की जांच जारी है।

यह भी देखें

 * टर्बोमोलेक्युलर पंप
 * प्रसार पंप
 * स्प्रेंगल पंप

आगे की पढाई

 * Pompe à vide modèle Holweck N°2 de mai 1922
 * Pompe à vide modèle Holweck N°2 de mai 1922
 * Pompe à vide modèle Holweck N°2 de mai 1922
 * Pompe à vide modèle Holweck N°2 de mai 1922