Когато става въпрос за приложения с висок вакуум, изборът на вакуумна помпа е от решаващо значение. Като доставчик на химическа вакуумна помпа често ме питат дали химическа вакуумна помпа може да се използва за приложения с висок вакуум. В тази публикация в блога ще се задълбоча в този въпрос, изследвайки възможностите, ограниченията и пригодността на химическите вакуумни помпи при сценарии с висок вакуум.
Разбиране на приложенията с висок вакуум
Приложенията с висок вакуум обикновено изискват налягане в диапазона от 10⁻³ до 10⁻⁹ mbar. Тези приложения са често срещани в индустрии като производство на полупроводници, аналитична апаратура (напр. масспектрометрия) и изследователски лаборатории. При производството на полупроводници са необходими условия на висок вакуум за процеси като физическо отлагане на пари (PVD) и химическо отлагане на пари (CVD), за да се гарантира чистотата и качеството на отложените филми. Масспектрометрите също разчитат на среди с висок вакуум за разделяне и откриване на йони точно.
Видове химически вакуумни помпи
Химическите вакуумни помпи се предлагат в различни видове, всяка със свои собствени характеристики и възможности за работа. Някои от често срещаните типове включват вакуумни помпи с течен пръстен, вакуумни помпи с ротационни лопатки и вакуумни помпи с диафрагма.
Вакуумни помпи с течен пръстен
Вакуумните помпи с течен пръстен се използват широко в химически и промишлени приложения. Те работят, като създават течен пръстен вътре в корпуса на помпата, който действа като уплътнение и компресира газа. Нашата компания предлага гама от вакуумни помпи с течен пръстен, като например2BE3 Вакуумна помпа с голям течен пръстен,2BE1 Вакуумна помпа с течен пръстен, и2BED 2-степенна вакуумна помпа с течен пръстен. Тези помпи са известни със своята простота, надеждност и способност да се справят с корозивни и мокри газове.
Вакуумните помпи с течен пръстен обаче обикновено не са подходящи за приложения с висок вакуум. Те обикновено могат да постигнат крайни налягания в диапазона от 30 до 100 mbar, което е далеч от диапазона на висок вакуум, необходим за повечето приложения от висок клас. Основното ограничение е налягането на парите на уплътнителната течност. Тъй като налягането вътре в помпата намалява, налягането на парите на течността става значително, което не позволява на помпата да постигне по-ниско налягане.
Вакуумни помпи с ротационни лопатки
Вакуумните помпи с ротационни лопатки са друг вид химически вакуумни помпи. Те работят с помощта на въртящи се лопатки за улавяне и компресиране на газ. Тези помпи могат да постигнат по-ниско налягане в сравнение с вакуумните помпи с течен пръстен, обикновено в диапазона от 10⁻² до 10⁻³ mbar. Вакуумните помпи с ротационни лопатки са подходящи за приложения, които изискват условия на среден вакуум, като сушене чрез замразяване и вакуумна дестилация.
Въпреки че вакуумните помпи с ротационни лопатки могат да се доближат до обхвата на висок вакуум, отколкото вакуумните помпи с течен пръстен, те все още са изправени пред предизвикателства при постигането на нивата на ултрависок вакуум, необходими за някои приложения. Основните проблеми включват изтичане около лопатките и наличието на маслени пари, които могат да замърсят вакуумната среда.
Мембранни вакуумни помпи
Мембранните вакуумни помпи са вакуумни помпи от сух тип, които използват гъвкава диафрагма за създаване на вакуум. Те не съдържат масло, което ги прави подходящи за приложения, където замърсяването с масло е проблем, като например във фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост. Мембранните вакуумни помпи могат да постигнат налягане в диапазона от 1 до 100 mbar, в зависимост от конструкцията и броя на степени.
Подобно на други химически вакуумни помпи, диафрагмените вакуумни помпи обикновено не се използват за приложения с висок вакуум. Тяхната производителност е ограничена от механичния дизайн и гъвкавостта на диафрагмата, което ограничава способността им да постигат много ниско налягане.
Когато химическите вакуумни помпи могат да бъдат част от високовакуумни системи
Въпреки че химическите вакуумни помпи сами по себе си може да не са подходящи за приложения с висок вакуум, те могат да играят важна роля в системите с висок вакуум като помощни помпи. Поддържаща помпа се използва за предварително евакуиране на системата до средно ниво на вакуум, преди помпа с висок вакуум, като например турбомолекулярна помпа или йонна помпа, да поеме управлението, за да постигне крайните условия на висок вакуум.
Например вакуумна помпа с ротационни лопатки може да се използва като резервна помпа за турбомолекулярна помпа. Помпата с ротационни лопатки първо намалява налягането в системата от атмосферно налягане до няколко милибара, а след това турбомолекулярната помпа допълнително намалява налягането до диапазона на висок вакуум. Тази комбинация позволява по-ефективна и рентабилна система с висок вакуум.
Фактори, които трябва да се имат предвид при приложения с висок вакуум
Когато обмисляте вакуумна помпа за приложения с висок вакуум, трябва да се вземат предвид няколко фактора:
Крайно налягане
Крайното налягане е най-ниското налягане, което помпата може да постигне. За приложения с висок вакуум крайното налягане трябва да бъде в диапазона от 10⁻³ до 10⁻⁹ mbar, в зависимост от специфичните изисквания на приложението.
Скорост на изпомпване
Скоростта на изпомпване е обемът газ, който помпата може да отстрани от системата за единица време. Това е важен фактор при определяне колко бързо системата може да достигне желаното ниво на вакуум. По-високи скорости на изпомпване обикновено са необходими за по-големи системи или приложения, които включват непрекъснат газов поток.
Замърсяване
Замърсяването е основен проблем при приложения с висок вакуум. Предпочитат се безмаслени помпи, за да се избегне замърсяване с маслени пари, а материалите, използвани в конструкцията на помпата, трябва да са съвместими с технологичния газ, за да се предотвратят химически реакции и замърсяване.
Поддръжка и надеждност
Системите с висок вакуум често изискват непрекъсната работа, така че надеждността и лекотата на поддръжка на вакуумната помпа са от решаващо значение. Помпите с прост дизайн и по-малко движещи се части обикновено са по-надеждни и по-лесни за поддръжка.
Заключение
В заключение, докато химическите вакуумни помпи като течен пръстен, ротационни лопатки и мембранни вакуумни помпи имат своите предимства и се използват широко в химически и промишлени приложения, те обикновено не са подходящи за приложения с висок вакуум сами по себе си. Въпреки това, те могат да се използват като поддържащи помпи в системи с висок вакуум за предварително вакуумиране на системата и подобряване на цялостната ефективност на процеса на вакуумиране.
Ако се занимавате с приложения с висок вакуум и търсите подходящо решение за вакуумна помпа, ние сме тук, за да ви помогнем. Нашият екип от експерти може да ви предостави подробна информация и насоки за избора на подходящата вакуумна помпа за вашите специфични нужди. Независимо дали имате нужда от поддържаща помпа или цялостна система с висок вакуум, ние разполагаме с продуктите и експертизата, за да отговорим на вашите изисквания. Свържете се с нас днес, за да започнем дискусия относно вашите нужди от вакуумна помпа и да проучите най-добрите решения за вашето приложение.
Референции
- „Наръчник по вакуумна технология“ от O'Hanlon, JF
- „Основи на физиката на вакуума“ от Redhead, PA, Hobson, JP, и Kornelsen, EV
- Листове с данни на производителя за вакуумни помпи с течен пръстен 2BE3, 2BE1 и 2BED.
