Ha nagyvákuumú alkalmazásokról van szó, a vákuumszivattyú kiválasztása kulcsfontosságú. Vegyi vákuumszivattyú-szállítóként gyakran megkérdezik tőlem, hogy a vegyi vákuumszivattyú használható-e nagyvákuumú alkalmazásokhoz. Ebben a blogbejegyzésben ebbe a kérdésbe fogok beleásni, feltárva a vegyi vákuumszivattyúk képességeit, korlátait és alkalmasságát nagyvákuumú forgatókönyvekben.
A nagy vákuum alkalmazások megértése
A nagyvákuumú alkalmazások általában 10-3 és 10-9 mbar közötti nyomást igényelnek. Ezek az alkalmazások gyakoriak az olyan iparágakban, mint a félvezetőgyártás, az analitikai műszerek (pl. tömegspektrometria) és a kutatólaboratóriumok. A félvezetőgyártásban nagyvákuum-körülményekre van szükség az olyan eljárásokhoz, mint a fizikai gőzleválasztás (PVD) és a kémiai gőzleválasztás (CVD), hogy biztosítsák a leválasztott filmek tisztaságát és minőségét. A tömegspektrométerek nagyvákuumú környezetekre is támaszkodnak az ionok pontos elkülönítése és kimutatása érdekében.
A vegyi vákuumszivattyúk típusai
A vegyi vákuumszivattyúk különféle típusokban kaphatók, mindegyiknek megvan a maga sajátossága és teljesítménye. A gyakori típusok közé tartoznak a folyadékgyűrűs vákuumszivattyúk, a forgólapátos vákuumszivattyúk és a membrános vákuumszivattyúk.
Folyadékgyűrűs vákuumszivattyúk
A folyadékgyűrűs vákuumszivattyúkat széles körben használják vegyi és ipari alkalmazásokban. Úgy működnek, hogy a szivattyúház belsejében egy folyadékgyűrűt hoznak létre, amely tömítésként működik és összenyomja a gázt. Cégünk folyadékgyűrűs vákuumszivattyúk széles választékát kínálja, mint pl2BE3 nagy folyadékgyűrűs vákuumszivattyú,2BE1 Folyadékgyűrűs vákuumszivattyú, és2 ágyas 2 fokozatú folyadékgyűrűs vákuumszivattyú. Ezek a szivattyúk egyszerűségükről, megbízhatóságukról, valamint korrozív és nedves gázok kezelésére való képességükről ismertek.
A folyadékgyűrűs vákuumszivattyúk azonban általában nem alkalmasak nagyvákuumú alkalmazásokra. Jellemzően 30-100 mbar közötti végső nyomást tudnak elérni, ami messze van a legtöbb csúcskategóriás alkalmazáshoz szükséges nagyvákuum-tartománytól. A fő korlátozás a tömítőfolyadék gőznyomása. A szivattyú belsejében lévő nyomás csökkenésével a folyadék gőznyomása jelentőssé válik, ami megakadályozza, hogy a szivattyú alacsonyabb nyomást érjen el.
Forgólapátos vákuumszivattyúk
A forgólapátos vákuumszivattyúk egy másik típusú vegyi vákuumszivattyú. Úgy működnek, hogy forgó lapátokat használnak a gáz felfogására és tömörítésére. Ezek a szivattyúk alacsonyabb nyomást tudnak elérni, mint a folyadékgyűrűs vákuumszivattyúk, jellemzően 10-2 és 10-3 mbar között. A forgólapátos vákuumszivattyúk olyan alkalmazásokhoz alkalmasak, amelyek közepes vákuumkörülményeket igényelnek, mint például fagyasztva szárítás és vákuumdesztilláció.
Bár a forgólapátos vákuumszivattyúk közelebb tudnak kerülni a nagyvákuum-tartományhoz, mint a folyadékgyűrűs vákuumszivattyúk, továbbra is kihívásokkal néznek szembe az egyes alkalmazásokhoz szükséges ultramagas vákuumszintek elérése terén. A fő problémák közé tartozik a lapátok körüli szivárgás és az olajgőz jelenléte, amely szennyezheti a vákuumkörnyezetet.
Membrános vákuumszivattyúk
A membrános vákuumszivattyúk száraz típusú vákuumszivattyúk, amelyek rugalmas membránt használnak a vákuum létrehozására. Olajmentesek, ezért alkalmasak olyan alkalmazásokra, ahol az olajszennyezés aggodalomra ad okot, például a gyógyszer- és élelmiszeriparban. A membrános vákuumszivattyúk a kialakítástól és a fokozatok számától függően 1 és 100 mbar közötti nyomást tudnak elérni.
Más vegyi vákuumszivattyúkhoz hasonlóan a membrános vákuumszivattyúkat általában nem használják nagyvákuumú alkalmazásokhoz. Teljesítményüket korlátozza a mechanikai kialakítás és a membrán rugalmassága, ami korlátozza a nagyon alacsony nyomás elérését.
Amikor a vegyi vákuumszivattyúk a nagyvákuumrendszerek részei lehetnek
Bár a vegyi vákuumszivattyúk önmagukban nem alkalmasak nagyvákuumú alkalmazásokra, fontos szerepet játszhatnak a nagyvákuumú rendszerekben, mint háttérszivattyúk. A háttérszivattyút arra használják, hogy a rendszert közepes vákuumszintre előre evakuálják, mielőtt egy nagyvákuumszivattyú, például turbomolekuláris szivattyú vagy ionszivattyú átveszi az irányítást, hogy elérje a végső nagyvákuum-feltételeket.
Például egy forgólapátos vákuumszivattyú használható egy turbomolekuláris szivattyú alátámasztó szivattyújaként. A forgólapátos szivattyú először a légköri nyomásról néhány millibarra csökkenti a rendszer nyomását, majd a turbomolekuláris szivattyú tovább csökkenti a nyomást a nagyvákuum tartományba. Ez a kombináció hatékonyabb és költséghatékonyabb nagyvákuumrendszert tesz lehetővé.
A nagyvákuumú alkalmazásoknál figyelembe veendő tényezők
Ha nagyvákuumú alkalmazásokhoz vákuumszivattyút választ, több tényezőt is figyelembe kell venni:
Végső nyomás
A végső nyomás az a legalacsonyabb nyomás, amelyet a szivattyú képes elérni. Nagyvákuumú alkalmazásoknál a végső nyomásnak 10-3 és 10-9 mbar közötti tartományban kell lennie, az alkalmazás speciális követelményeitől függően.
Szivattyúzási sebesség
A szivattyúzási sebesség az a gázmennyiség, amelyet a szivattyú egységnyi idő alatt képes eltávolítani a rendszerből. Fontos tényező annak meghatározásában, hogy a rendszer milyen gyorsan tudja elérni a kívánt vákuumszintet. Általában nagyobb szivattyúzási sebességre van szükség nagyobb rendszerekhez vagy alkalmazásokhoz, amelyek folyamatos gázáramlást igényelnek.
Szennyeződés
A szennyeződés nagy aggodalomra ad okot a nagyvákuumú alkalmazásokban. Az olajmentes szivattyúk előnyben részesítendők az olajgőz-szennyeződés elkerülése érdekében, és a szivattyú felépítéséhez használt anyagoknak kompatibilisnek kell lenniük a technológiai gázzal a kémiai reakciók és a szennyeződés elkerülése érdekében.
Karbantartás és megbízhatóság
A nagyvákuumú rendszerek gyakran folyamatos működést igényelnek, ezért a vákuumszivattyú megbízhatósága és könnyű karbantartása döntő fontosságú. Az egyszerű felépítésű és kevesebb mozgó alkatrészt tartalmazó szivattyúk általában megbízhatóbbak és könnyebben karbantarthatók.
Következtetés
Összefoglalva, bár a vegyi vákuumszivattyúknak, mint például a folyadékgyűrűs, forgólapátos és membrános vákuumszivattyúknak megvannak a maga előnyei, és széles körben használják kémiai és ipari alkalmazásokban, önmagukban általában nem alkalmasak nagyvákuumú alkalmazásokra. Mindazonáltal nagyvákuumú rendszerekben használhatók ellenszivattyúként a rendszer előürítésére és a vákuumfolyamat általános hatékonyságának javítására.
Ha nagyvákuum-alkalmazásokkal foglalkozik, és megfelelő vákuumszivattyús megoldást keres, itt vagyunk, hogy segítsünk. Szakértői csapatunk részletes tájékoztatást és útmutatást nyújt Önnek az Ön egyedi igényeinek megfelelő vákuumszivattyú kiválasztásához. Legyen szó támasztószivattyúról vagy komplett nagyvákuumrendszerről, nálunk megvannak az Ön igényeinek megfelelő termékek és szakértelem. Lépjen kapcsolatba velünk még ma, hogy megbeszélést indíthasson a vákuumszivattyúzási igényeiről, és megtudja, mi a legjobb megoldás az Ön alkalmazására.
Hivatkozások
- "Vákuumtechnológiai kézikönyv", O'Hanlon, JF
- "Fundamentals of Vacuum Physics", Redhead, PA, Hobson, JP és Kornelsen, EV
- A 2BE3, 2BE1 és 2BED folyadékgyűrűs vákuumszivattyúk gyártói adatlapjai.
