Навигация:
- Вакуумная установка для напыления
- Оборудование вакуумных систем: арматура, фланцы, датчики
- Вакуумная техника (техника создания и поддержания вакуума)
- Вакуумные насосы: виды и применение
Вакуумная система – это оборудование, создающее вакуум в определенной среде. В настоящее время такие аппараты широко используются в различных сферах деятельности человека и отличаются друг от друга своим предназначением, а также методом создания вакуумной среды.
Основной принцип работы вакуумной системы. Ее базовые компоненты:
- Камера для создания вакуума.
- Трубопровод, соединяющий в одно целое все остальные элементы.
- Вакуумные насосы.
- Датчики.
С помощью насосов в камере создается область разреженного давления, и откачиваемый воздух с содержащимися частицами химического вещества по трубам удаляется из системы. Для контроля давления и прочих показателей используются датчики.
Оборудование вакуумных систем:
Насосы. В зависимости от необходимой мощности, вакуумная установка может комплектоваться одним или несколькими насосами. По степени создания среды с низким атмосферным давлением они бывают:
- низковакуумными (105-0,1 Па),
- высоковакуумными (ниже 0,1 Па).
Датчики вакуумной системы. Как правило, это манометры, термопарные и ионизационные вакуумметры (измеряют давление газа в вакууме).
Ловушки. Представляют собой элементы системы, в которых происходит снижение парциального давления газопаровой смеси для того, чтобы уменьшалось обратное ее проникновение в полость, где создается вакуум. По способу действия они бывают механическими, низкотемпературными и адсорбционными.
Прочие компоненты вакуумных систем. В зависимости от целей и задач, система может комплектоваться дополнительными устройствами для поддержания и управления вакуумной средой, трубопроводами основной и предварительной откачки, двигателями, аккумуляторами, а также фильтрами для очистки воздуха, блоком автоматического управления, нагревательными элементами для вакуумных систем и т.п.
Типы вакуумных систем. В зависимости от рабочего давления, все оборудование подразделяется на системы с созданием вакуума:
- низкого,
- среднего,
- высокого и сверхвысокого.
Низковакуумные установки используются для очистки помещений от пыли, мусора, упаковки продуктов. Средневакуумные системы предназначены для изготовления лекарств, литейного производства. Высокий и сверхвысокий вакуум необходим для создания высокотехнологичного оборудования и научной деятельности.
На рынке наибольшим спросом пользуются системы компрессорные, дегазации, прессования и формовки.
Вакуумные компрессорные системы представляют собой аппараты, включающие в себя вакуумные насосы и компрессоры. Широко используются в тех отраслях нефтехимической и газодобывающей промышленности, где необходимо работать с взрывоопасными и легковоспламеняющимися материалами. Например, насосы захватывают при низких температурах пар, конденсат, жидкость, газ, а компрессор позволяет проводить дальнейшее сжатие получаемого вещества. Другой вариант использования – холодильные установки.
Системы вакуумного прессования
используются для того, чтобы склеивать части изделия между собой или изготавливать гнутоклееные изделия, например, мебель, двери с выпуклыми или криволинейными элементами, струнно-смычковые инструменты, светильники и т.п.
Вакуумные системы дегазации
создают область с низким атмосферным давлением, благодаря чему точка кипения жидкостей и соответственно выделение пузырьков газа происходит при значительно меньшей температуре, а само исходное вещество получается однородным. Таким способом удаляются примеси при литье стали, избыток газа на нефтяных вышках и буровых установках геологоразведочных экспедициях, а также в химической промышленности.
Системы для вакуумной формовки
используются
при производстве кирпича, пустотелых камней, кирпича, авиастроении, для литья изделий из пластмасс, упаковочных материалов.
Медицинские вакуумные системы
– применяют в фармацевтической промышленности, для хранения лекарств, изготовлении протезов, забора крови.
Кроме этого централизованные вакуумные системы различных типов широко используются в животноводстве, научной деятельности, космонавтике, автомобилестроении, добыче и переработке полезных ископаемых, древесины, а также в бытовых целях.
Вакуумная установка для напыления
Установка вакуумного напыления позволяет создавать тончайшие металлические пленки и антикоррозийное покрытие. Они широко используются для создания зеркал, фольги, полупроводниковых элементов, микросхем, позолоченных зубных коронок и т.п. Относительно режима работы бывают периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.
В зависимости от типа нагрева различают периодические вакуумные установки:
- резистивные,
- дугового испарения,
- ионного распыления,
- с электронно-лучевыми испарителями.
Резистивная установка вакуумного напыления (УВН71п-3, 2М) используется для нанесения напыления микросхем и пленочных элементов. Максимальный нагрев распыляемого или испаряемого вещества – до 15000С.
Установка вакуумного напыления («Булат-3т», «Юнион») с дуговым испарением применяется в изготовлении режущих инструментов с целью их упрочнения.
Вакуумные напылительные установки ионного распыления предназначены для производства резисторов, микросхем, тонкопленочного покрытия.
Вакуумные установки с электронно-лучевыми испарителями позволяют напылять теплозащитные, жаростойкие, антикоррозийные материалы и металлы.
Вакуумные установки для нанесения покрытий полунепрерывного действия снабжены шлюзовыми камерами, в которой постоянно происходит загрузка и выгрузка изделий.
Установки непрерывного действия имеют наибольшую производительность. Особенность их конструкции – рабочая камера сообщается с атмосферой, а весь процесс напыления продуман таким образом, чтобы не возникало необходимости в остановке вакуумной системы или испарителей.
Вакуумная установка для стабилизации древесины позволяет значительно улучшить ее эксплуатационные качества. Такая древесина более устойчива к перепадам температур, влажности, более плотная, на нее не действуют ультрафиолетовые лучи, технических масел.
Установки вакуумного отжига. Позволяют минимизировать процесс окисления металлов, улучшает его пластичность, что повышает его прочность. Широко используются в приборостроении, авиации, металлургии и прочих отраслях промышленности.
Оборудование вакуумных систем: арматура, фланцы, датчики
Вакуумное оборудование является комплектующими частями разборных конструкций вакуумных систем. От их работы в конечном итоге зависит качество создаваемого вакуума и дальнейший технологический процесс. В настоящее время на рынке можно найти в широком ассортименте комплектующие от ведущих производителей вакуумного оборудования:
- запорная арматура – затворы, натекатели и клапаны (проходные, встраиваемые),
- прочие вакуумные соединения – фитинги, сильфоны, заглушки, уплотнители, разъемные фланцевые конструкции.
Запорно-регулирующая арматура изолирует и герметизирует вакуумную систему установки, а остальные вакуумные соединения необходимы для непосредственного ее монтажа. Основными параметрами, на которые нужно обращать внимание перед приобретением запорной арматуры – герметичность, тип уплотнения ввода движения, проводимость, используемые материалы конструкции, тип привода.
Вакуумные соединения для трубопровода выпускаются различных стандартов, среди которых наиболее используемыми являются ISO-KF (NW), ISO-K, ISO-F, CF -.
Обеспечение герметизации осуществляется с помощью прокладок, размещаемых на стыке двух разборных соединений. Они изготавливаются из следующих уплотнителей:
- неметаллических (смазки, фторопласт, резины),
- металлических (алюминий, медь).
Для перекрытия вакуумных потоков используются клапаны и затворы, которые также могут изготавливаться из металла или неметаллических соединений.
Вакуумная техника (техника создания и поддержания вакуума)
Современная вакуумная техника включает вакуумные насосы, системы и установки. Кроме этого в промышленности и быту широко используются следующие виды вакуумного оборудования:
- вакуумные аппараты для сварки,
- медицинские системы для забора крови,
- вакуумные печи обжига,
- фасовочно-упаковочное оборудование,
- различного рода сушильни,
- вакуумно-компрессорные холодильные установки и многое другое.
Сегодня практически нет такой сферы деятельности человека, где бы не использовалась вакуумная техника вакуумная техника.
Вакуумные насосы: виды и применение
Вакуумные насосы могут использоваться самостоятельно или входить в состав вакуумных систем и установок. Они отличаются друг от друга по мощности и типу создания вакуумной среды. Различают следующие виды вакуумных насосов:
- объемные,
- молекулярные,
- пароструйные,
- сорбционные,
- ионно-сорбционные,
- криогенные.
При их приобретении нужно обращать внимание на 4 основных показателя:
- быстроту действия,
- предельное давление,
- давление, необходимое для запуска насоса,
- максимальное выпускное давление.
Водокольцевой насос.
Это цилиндрический барабан, имеющий входное и выходное отверстия с уплотнителем в виде колец. Внутри этого цилиндра расположен ротор с лопатками. Перед началом работы в него наливается вода. Далее из-за вращения ротора она прижимается к стенкам насоса, образуя вокруг ротора вакуум. Благодаря этому насос затягивает воздух или газовый поток, а затем перенаправляет их в нужном направлении. Насосы данного типа широко используются в металлургии, машиностроении, деревообрабатывающей, химической и пищевой промышленности. Они просты в эксплуатации, и их основные достоинства – простота в эксплуатации, долговечность в работе, отсутствие необходимости частой замены деталей.
Пластинчато-роторный насос. Предназначен для перекачивания жидкостей, поэтому используется в, фармацевтической, химической, пищевой промышленности. Например, для перекачки патоки, глазури, смол и прочих веществ, которые при комнатной температуре имеют густую консистенцию. Его отличительные особенности – присутствие в конструкции так называемой рубашки обогрева жидкостей, повышенная способность всасывания и способность работать в обе стороны.
Турбомолекулярный насос. Также в своей конструкции имеет многопластинчатый ротор, позволяющий получать и поддерживать средний и высокий вакуум. В основе его действия – способность сообщать молекулам газа дополнительную скорость в направлении откачки.
Насосы Рутса. Они предназначены для создания среднего и высокого вакуума. Особенность его конструкции – наличие сразу 2 роторов, расположенных в одной камере. Широко используется в таких областях, как вакуумная термообработка, напыление, фармацевтическая промышленность электроника и пр. Работает в паре с форвакуумным насосом.
Криогенный насос. Он создает вакуум, благодаря низким температурам. Представляет собой камеру с металлической трубкой, внутри которой циркулирует гелий. Молекулы газа попадают на поверхность этой трубки и прилипают к ней. Существует 2 типа криогенных насосов: поршневые и центробежные.
