Применение вакуумной техники при работе, которой генерируется, а затем применяется давление, которое ниже атмосферного в тысячу раз, аналогичное давление в вакуумном пространстве. Раньше вакуумная техника, разрабатывалась, только, как теория в учебной литературе или в лабораториях при НИИ на сегодняшний день стала неотъемлемой частью во многих отраслях промышленности. Впервые её опробовали, для создания вакуума в лампах и другом электровакуумном оборудовании, с приходом транзисторов вакуумная техника и технология, стала использоваться для высокой очистки веществ.
В данной статье мы рассмотрим:
- вакуумная техника и оборудование;
- современная вакуумная техника;
- вакуумное оборудование;
- вакуумное оборудование промышленное;
- производители вакуумного оборудования;
- обслуживание вакуумного оборудования;
- вакуумное медицинское оборудование;
- вакуумное оборудование насосы;
- оборудование вакуумных установок;
- виды вакуумного оборудования.
Навигация по разделу:
Металлургия тоже не смогла пройти мимо: некоторые виды сплавов, производят при плавке в вакууме, в таком случае металлы очищаются от вредных примесей и газов. Когда взаимодействие металла с воздухом вызывает окисление, или загрязнение поверхности, термическую обработку производят в вакууме. Таким способом получаются химически чистые сплавы, и трудные в приготовлении жаропрочные сплавы. В вакууме можно получить металлическую пленку, которую используют различных направлениях от изготовления игрушек, так и для напыления в оптических приборах или различных электрических платах. Благодаря вакуумной технологии химическая промышленность также смола шагнуть вперед. Дистилляция некоторых растворов при атмосферном давлении приводила, к разложению получаемых компонентов, с применением вакуума, стали получаться стойкие вещества.
Пищевая промышленность, а также медицина и биология применяют вакуум для сушки материалов, в процессе которой испаряется лишняя влага без повышения температурного режима, не допустимого для веществ, из-за которых происходит их разрушение. Атомная промышленность без вакуума тоже не продвинется, так как только при низком давлении, возможно, произвести разложение радиоактивных атомов на изотопы.
Современная вакуумная техника
Современная вакуумная техника представлена следующими агрегатами:
- Вращательные масляные насосы
Вакуум образовывается при достижении низкого давления, который в некоторых случаях достигает одной миллионной доли от атмосферного, для его производства используются вращательные масляные насосы. Конструктивно такие механизмы разнообразны, производительность насосов в пределах 0,3-300 л/с. На рисунке 1 изображено схематическое строение насоса в разрезе, который получил широкое применение. Ротор R совершает движения по эксцентричной траектории в корпусе цилиндрической формы, где расположены входные патрубки, а также выходные с обратным клапаном (N). К ротору, через пазы крепятся пластины V и Vў, прижимаемые к внутренним стенкам корпуса посредством пружин. Внутренняя полость корпуса залита маслом, что смазывает рабочий механизм, а также служит для уплотнения зазоров, образованных рабочими деталями и стенками корпуса. Откачиваемый газ, забранный из полости (А), когда верхняя пластинка миновала отверстие для входа, с поворотом ротора происходит сдавливание, пока под натиском не сработает обратный клапан, через который произойдет выброс наружу масла из внешней камеры. Периодичность цикла за один оборот ротора происходит два раза.
- Диффузионные насосы
Чаще всего для работы вакуумного оборудования используются диффузионные насосы, принцип действия которых схож с принципом работы конденсационного насоса Ленгмюра. На рисунке 3 изображена упрощенная схема диффузионного насоса. Вертикально расположенная труба имеет открытый верх (А), которая соединена с резервуаром для откачивания, снизу расположен нагревательный элемент, нагревающий рабочую жидкость до газообразного состояния. Газ перемещается вверх, по трубке (V), проходя через кольцевое сопло, двигается е кольцевой струей под углом к стенкам корпуса. На стенках осаживается конденсатом, так как снаружи труба охлаждается змеевиком с холодной водой. Преобразованная жидкость перетекает обратно в резервуар, где происходит процесс нагревания. Молекулы газа из откачиваемого резервуара, случайно, из-за беспорядочного движения, попадающие в насос через входное отверстие(A), очутившись в струе пара, которой направляются вниз, где под действие вспомогательных насосов происходит удаление, через диффузионный патрубок. Вероятность попадания молекулы обратно через пар, почти невозможна.
- Титановые геттерные насосы
Изначально, для изготовления электроламп, после того как в баллоне был создан вакуум использовались «геттеры», пленки из химически активных веществ, с целью принудительного повторного понижения давления. Принцип действия, которых заключается, в недопущении попадания молекул воздуха, связывая их путем химической реакции. Данная методика основана на непрерывном обновлении геттера. Изначально таким материалом был барий, в настоящее время чаще всего используется титан. В титановый насос он попадает путем напыления испарениями с титановой проволоки. Широко распространенные инертные не ионизированные газы не поглощаются геттером. С целью ионизации газов аргона и гелия, применяются специальные электроды. Насосы подобного вида обладают лучшей производительностью, так как не нуждаются в сооружении дополнительных ловушек. Применим лишь насос вращательного типа для создания разжижения.
- Криосорбционные насосы
Принцип действия в таких механизмах, это создание сорбентных ловушек циолитов, которые под физическим воздействием при низких температурах абсорбируют молекулы газов. Рабочей жидкостью данного типа насосов является жидкий азот. Производительность насоса велика, есть возможность создать рабочее давление до 1/1000000 доли от атмосферного. При нагревании насоса происходит газоудаление, после чего агрегат можно применять в работу снова.
Принцип замеров низкого давления
Широко используемый в обычной практике принцип замеров низкого давления жидкости и газов, не работает для измерения давления в вакууме, где минимальное давление иногда достигает миллионной доли от атмосферного. В данной области используют вакуумметры, работающие по законам физики.
Измерения данных приборов неточны, и требуют учесть дополнительные поправки (градуировоки). Чаще всего с этой целью используются ртутные манометры, созданные в девятнадцатом веке Мак-Леодом. Состав, которого это Стеклянный баллон определенного объема, соединенный при помощи трубки (А) с системой, содержащей вакуум, для газового наполнения, с целью измерения давления. После чего наполняют трубку ртутью, сжимая при этом газ в сосуде, после чего по законам физики давление газа поднимается.
Давление по такому виду манометра можно измерить, арифметически, как разность уровня ртути в трубках (С) и (D), уровня измерительной жидкости в начале опыта и по окончании опыта. Отношение данных объемов достигает 8-10 от атмосферного.
Новые методы
Новые методы достигаются благодаря внедрению современных технологий:
- Криогенный насос
Криогенный вакуумный насос функционирует при низких температурах. Работа, которого основывается на замедлении движения молекул, что обусловлено низким температурным уровнем. Такой вид насосов состоит из резервуара с металлическим судом, которые прикреплен снизу. В сосуде двигается рабочая жидкость – гелий с температурой 4,2 К (–268,96 C). Сосуд изолирован от внешней окружающей среды, дабы исключить теплообмен при помощи специальных металлических радиационных экранов, но, несмотря на это молекулы газа могут проходить. Попадая на поверхность охлажденного сосуда, молекула теряет кинетическую энергию, что не дает возможность дальнейшего передвижения.
Такой вид насоса обладает хорошей производительностью, вне зависимости от положения, также при монтаже не требует дополнительных соединений, понижающих работоспособность. Криогенный насос пользуется большой популярностью, для создания вакуума больших объемов, создавая условия аналогичными космосу. Такие системы позволяют делать давление ниже 10-11 мм ртутного столба, давление в пределах 10–13 мм рт. ст. возможно получить путем погружения стеклянной емкости в систему, наполненную жидким гелием.
