Vakuum - vše o vakuum
Co je Vakuum?
Vakuum (z lat. Vacuus, prázdný) česky také vzduchoprázdno znamená prázdný prostor, ve fyzice prostor s velmi malou hustotou částic. V technické praxi se jím rozumí prostor, v němž je tlak plynu podstatně nižší než při normálním atmosférickém tlaku (podtlak). Škála kvality vakua má velmi rozmanité technické využití ve vakuové technice.
Jak se vyrábí vakuum? Jak vyrobit vakuum?
Vakuum se vytváří vývěvami a měří obvyklými jednotkami tlaku, a to pomocí různých vakuometru. Dokonalému vakuu, které vyhovuje teoretické definici, by odpovídala nulová hodnota tlaku, nejnižší laboratorní dosažená hodnota 10-13 torr (1,33 × 10-11Pa).
Co je podtlak? Jak se vytváří podtlak? Vakuum?
Podtlak se využívá ve strojírenství k uchopování předmětů, v potravinářství (vakuové balení a sušení). Vytváří se běžnými čerpadly a měří tlakoměry. Běžný vysavač dosahuje asi polovinu atmosférického tlaku.
Jaké rozsahy má vakuum? rozsahy vakua
- Nízké vakuum: 760 - 25 Torr 100 kPa - 3,3 kPa
- Střední vakuum: 25 - 1 × 10-3 Torr 3,3 kPa - 130 mPa
- Vysoké vakuum: 1 × 10-3 - 1 × 10-6 Torr 130 mPa - 130 ìPa
- Velmi vysoké vakuum: 1 × 10-6 - 1 × 10-9 Torr 130 ìPa - 130 NPA
- Ultra vysoké vakuum: 1 × 10-9 Torr a méně 130 NPA a méně
Průmyslové vakuum - podtlak a jeho vyzužitie v průmyslu
Vakuum nebo podtlak je součástí mnoha odvětví. Nejčastěji je součástí výrobní technologie. Vakuum se používá ke snížení teploty varu při úpravě látek a rafinaci. Podtlak se používá při manipulaci jako zdroj podtlaku pro vakuové přísavky a vakuové manipulátory. Vakuum se dále používá pro homogenizaci materiálů, při jejich výrobě, pro odstranění bublinek a zhutňování. Vakuum umožňuje proniknutí materiálu do celého objemu látky a výsledná látka je homogennější.
Ultravysoké a extrémně vysoké vakuum
Ultravysoké a extrémně vysoké vakuum je zajímavé především pro velmi dlouhé volné dráhy částic, a používá se proto např. V urychlovačích částic či v tokamacích. Také umožňuje vytvořit a zachovat čistý povrch materiálů po dlouhou dobu a zkoumat jeho vlastnosti bez narušení molekulami zbytkové atmosféry v systému. Vytváří se iontově absorpčními či kryogenním vývěvami či několikastupňovým sestavami mechanických vývěv. Vyžaduje speciální materiály a technologie. Vyskytuje se ve vesmírném prostoru za hranicemi zemské atmosféry. Průměrná hustota vakua mezihvězdného prostoru se odhaduje na 1 atom (v drtivé většině vodíku) na 1 m³.
Vysoké vakuum se vytváří turbomolekulárními, difúzními, sorbčními nebo iontovými vývěvami
Vysoké vakuum poskytuje ještě delší volné dráhy, a používá se proto hlavně v elektronice: vakuové elektronky a obrazovky, výroba polovodičů a podobně. Vytváří se turbomolekulárními, difúzními, sorbčními nebo iontovými vývěvami. Vyžaduje už používání vakuově kompatibilních materiálů a těsnění.
Jemné vakuum se vytváří mechanickými nebo difúzními vývěvami
Jemné vakuum poskytuje kromě toho delší střední volnou dráhu částic, která umožňuje jisté typy výbojů, a proto se používá v elektronice (vakuové a rentgenové výbojky, čisté technologie, vakuové napařování a podobně). Vytváří se mechanickými nebo difúzními vývěvami a měří ionizačními vakuometry.
Hrubé vakuum se vytváří s mechanickými vývěvami
Hrubé vakuum je chemicky inertní prostředí, které brání oxidaci žhavých součástí, a proto se používá v elektrotechnice (výbojky, žárovky), ve strojírenství (vakuový ohřev, tavení, svařování, pájení) a podobně. Vytváří se zpravidla mechanickými vývěvami a měří termickými ai. Vakuometry.
Jaké typy vývěv vytvářejí nízké vakuum?
Nízké vakuum vytvářejí následující typy vývěv: - vodní vývěvy - pístové vývěvy - olejové rotační vývěvy - membránové vývěvy - sorpční vývěvy
Vakuová technika a využití
Vakuové zařízení jsou v současné době využívány v celé řadě technologických aplikací, v potravinářském průmyslu i při výzkumu. Zdroje vakua jsou naprosto nezbytné například pro nanášení či napařování tenkých vrstev na nejrůznější substráty (polovodiče, reflexní vrstvy na sklo, výroba speciálních zrcadel, tvorba vysoce odolných vrstev na řezné nástroje, pokovování plastů, aj.). Vakuové pece jsou používány při výrobě a výzkumu nových materiálů s komerčně zajímavými vlastnostmi, pro odstranění materiálového pnutí po tvářecích procesech, pro kapilární pájení nebo odplynění povrchu nanomateriálů. Zcela běžně jsou v provozech zavedeny vakuové destilace nebo filtrace a stejně tak se moderní strojírenské provozy neobejdou bez automatických montážních linek, kde jsou jako uchopovací prvky využívány podtlakové přísavky.
Vakuum pro rotační odparku- jaké jsou požadavky na zdroj vakua?
- vyžaduje vyšší chemickou odolnost - vyžaduje stabilitu vakua (dobrou regulaci) - musí umožnit kondenzaci použitých rozpouštědel - doporučený mezní tlak: - 10 mbar pro práci s vodními roztoky - 2 mbar pro odpařování vysokovriacich rozpouštědel při nízké teplotě
Příslušenství pro vakuum
Příslušenství pro vakuum tvoří:
- Montážní a připojovací prvky
- Vyrovnávací prvky
- Ukazatele vakua
- Vakuové filtry
- Vakuové sací ventily
Vakuum pro filtraci a odsávanie- požadavky na na zdroj vakua
V laboratorních podmínkách přichází využití zdroje sníženého tlaku či přetlaku v úvahu nejčastěji pro urychlení filtrace, sušení a při destilačních nebo jiných dělících procesech. Požadavky na zdroj vakua jsou pak následující:
Vakuum pro vakuové sušárny
Vakuum pro vakuové sušárny, požadavky na zdroj vákuua - vyžaduje dobrou chemickou odolnost sací výkon odpovídající velikosti sušárny a odolnost vůči vznikajícím kondenzátem.
