Kada se radi o visokovakumskim aplikacijama, izbor vakuum pumpe je ključan. Kao dobavljač hemijskih vakuum pumpi, često me pitaju da li se hemijska vakuum pumpa može koristiti za aplikacije visokog vakuma. U ovom postu na blogu ću se pozabaviti ovim pitanjem, istražujući mogućnosti, ograničenja i prikladnost hemijskih vakuum pumpi u scenarijima visokog vakuuma.
Razumijevanje visokovakuumskih aplikacija
Primene visokog vakuma obično zahtevaju pritiske u opsegu od 10⁻³ do 10⁻⁹ mbar. Ove primene su uobičajene u industrijama kao što su proizvodnja poluprovodnika, analitička instrumentacija (npr. masena spektrometrija) i istraživačke laboratorije. U proizvodnji poluprovodnika, uslovi visokog vakuma su neophodni za procese kao što su fizičko taloženje parom (PVD) i hemijsko taloženje pare (CVD) kako bi se osigurala čistoća i kvalitet nanesenih filmova. Maseni spektrometri se takođe oslanjaju na okruženja visokog vakuuma za odvajanje i precizno otkrivanje jona.
Vrste hemijskih vakuum pumpi
Hemijske vakuum pumpe dolaze u različitim tipovima, od kojih svaka ima svoje karakteristike i mogućnosti performansi. Neki od uobičajenih tipova uključuju vakuumske pumpe s tekućim prstenom, vakuumske pumpe s rotirajućim lopaticama i membranske vakuum pumpe.
Vakuum pumpe s tekućim prstenom
Vakum pumpe s tekućim prstenom se široko koriste u kemijskim i industrijskim primjenama. Oni rade tako što stvaraju tekući prsten unutar kućišta pumpe, koji djeluje kao brtva i komprimira plin. Naša kompanija nudi niz vakuumskih pumpi s tekućim prstenom, kao npr2BE3 Vakum pumpa s velikim prstenom s tekućinom,2BE1 Vakum pumpa s tekućim prstenom, i2BED 2-stepena vakuumska pumpa s tekućim prstenom. Ove pumpe su poznate po svojoj jednostavnosti, pouzdanosti i sposobnosti rukovanja korozivnim i vlažnim gasovima.
Međutim, vakuum pumpe s tekućim prstenom općenito nisu prikladne za aplikacije visokog vakuuma. Oni obično mogu postići krajnje pritiske u rasponu od 30 do 100 mbar, što je daleko od opsega visokog vakuuma potrebnog za većinu vrhunskih aplikacija. Glavno ograničenje je pritisak pare tečnosti za zaptivanje. Kako se pritisak unutar pumpe smanjuje, pritisak pare tečnosti postaje značajan, sprečavajući pumpu da postigne niže pritiske.
Vakuum pumpe sa lopaticom
Vakuum pumpe sa rotacionim lopaticama su još jedan tip hemijskih vakuum pumpi. Oni rade korištenjem rotirajućih lopatica za hvatanje i komprimiranje plina. Ove pumpe mogu postići niže pritiske u poređenju sa vakuum pumpama s tekućim prstenom, obično u rasponu od 10⁻² do 10⁻³ mbar. Vakum pumpe sa rotacionim lopaticama su pogodne za aplikacije koje zahtevaju uslove srednjeg vakuuma, kao što su sušenje zamrzavanjem i vakuum destilacija.
Dok se vakuum pumpe s rotirajućim lopaticama mogu približiti rasponu visokog vakuuma od vakuum pumpi s tekućim prstenom, one se i dalje suočavaju s izazovima u postizanju ultra visokog vakuuma potrebnih za neke primjene. Glavni problemi uključuju curenje oko lopatica i prisustvo uljne pare, koja može kontaminirati vakuumsko okruženje.
Membranske vakuum pumpe
Membranske vakuum pumpe su vakuum pumpe suvog tipa koja koristi fleksibilnu membranu za stvaranje vakuuma. Ne sadrže ulje, što ih čini prikladnim za primjene gdje je kontaminacija uljem zabrinuta, kao što je u farmaceutskoj i prehrambenoj industriji. Membranske vakuum pumpe mogu postići tlakove u rasponu od 1 do 100 mbar, ovisno o izvedbi i broju stupnjeva.
Slično drugim hemijskim vakuum pumpama, membranske vakuum pumpe se obično ne koriste za aplikacije visokog vakuma. Njihove performanse su ograničene mehaničkim dizajnom i fleksibilnošću dijafragme, što ograničava njihovu sposobnost da postignu vrlo niske pritiske.
Kada hemijske vakuum pumpe mogu biti dio visokovakuumskih sistema
Iako hemijske vakuum pumpe same po sebi možda nisu prikladne za aplikacije visokog vakuma, one mogu igrati važnu ulogu u sistemima visokog vakuuma kao pomoćne pumpe. Pomoćna pumpa se koristi za predevakuaciju sistema do nivoa srednjeg vakuuma pre nego što visokovakumska pumpa, kao što je turbomolekularna pumpa ili jonska pumpa, preuzme kontrolu da bi se postigli konačni uslovi visokog vakuma.
Na primjer, vakuumska pumpa s rotirajućim lopaticama može se koristiti kao pomoćna pumpa za turbomolekularnu pumpu. Rotaciona pumpa prvo smanjuje pritisak u sistemu sa atmosferskog pritiska na nekoliko milibara, a zatim turbomolekularna pumpa dalje smanjuje pritisak do opsega visokog vakuuma. Ova kombinacija omogućava efikasniji i isplativiji sistem visokog vakuuma.
Faktori koje treba uzeti u obzir za aplikacije visokog vakuuma
Prilikom razmatranja vakuum pumpe za aplikacije visokog vakuuma, potrebno je uzeti u obzir nekoliko faktora:
Ultimate Pressure
Krajnji pritisak je najniži pritisak koji pumpa može postići. Za aplikacije visokog vakuuma, krajnji pritisak bi trebao biti u rasponu od 10⁻³ do 10⁻⁹ mbar, ovisno o specifičnim zahtjevima primjene.
Brzina pumpanja
Brzina pumpanja je zapremina gasa koju pumpa može ukloniti iz sistema u jedinici vremena. To je važan faktor u određivanju koliko brzo sistem može dostići željeni nivo vakuuma. Veće brzine pumpanja su općenito potrebne za veće sisteme ili aplikacije koje uključuju kontinuirani protok plina.
Kontaminacija
Kontaminacija je glavna briga u aplikacijama visokog vakuuma. Poželjne su pumpe bez ulja kako bi se izbjegla kontaminacija uljnom parom, a materijali korišteni u konstrukciji pumpe trebaju biti kompatibilni sa procesnim plinom kako bi se spriječile kemijske reakcije i kontaminacija.
Održavanje i pouzdanost
Sistemi visokog vakuma često zahtevaju neprekidan rad, tako da su pouzdanost i lakoća održavanja vakuum pumpe od ključne važnosti. Pumpe jednostavnog dizajna i manje pokretnih dijelova općenito su pouzdanije i lakše se održavaju.
Zaključak
U zaključku, dok hemijske vakuum pumpe kao što su tečne prstenaste, rotacione i membranske vakuum pumpe imaju svoje prednosti i naširoko se koriste u hemijskim i industrijskim aplikacijama, one generalno nisu prikladne za aplikacije visokog vakuuma same po sebi. Međutim, mogu se koristiti kao pomoćne pumpe u visokovakumskim sistemima za predevakuaciju sistema i poboljšanje ukupne efikasnosti procesa vakuuma.
Ako ste uključeni u aplikacije visokog vakuuma i tražite odgovarajuće rješenje vakuum pumpe, mi smo tu da vam pomognemo. Naš tim stručnjaka može vam pružiti detaljne informacije i smjernice za odabir prave vakuum pumpe za vaše specifične potrebe. Bilo da vam je potrebna pomoćna pumpa ili kompletan sistem visokog vakuuma, imamo proizvode i stručnost da ispunimo vaše zahtjeve. Kontaktirajte nas danas kako biste započeli raspravu o vašim potrebama za vakuum pumpom i istražili najbolja rješenja za vašu primjenu.
Reference
- "Priručnik o tehnologiji vakuuma" od O'Hanlona, JF
- "Osnove fizike vakuuma" Redhead, PA, Hobson, JP, i Kornelsen, EV
- Tehnički listovi proizvođača za 2BE3, 2BE1 i 2BED vakuumske pumpe s tekućim prstenom.
