TIPOS DE BOMBAS DE VACÍO
Principio básico de funcionamiento de unBomba de vacío industrial
El principio de funcionamiento básico de una bomba de vacío industrial sigue siendo el mismo sin importar el tipo de tecnología.
Las bombas de vacío eliminan las moléculas de aire (y otros gases) de la cámara de vacío (o del lado de salida en el caso de una bomba de vacío más alta conectada en serie). A medida que se reduce la presión en la cámara, la eliminación de moléculas adicionales se vuelve cada vez más difícil. Por lo tanto, un sistema de vacío industrial debe poder funcionar en una parte de un rango de presión extraordinariamente grande, que varía típicamente de 1 a 10-6Torr / 1,3 a 13,3 mBar de presión. En aplicaciones científicas y de investigación, esto se extiende a 10-9Torr o inferior. Para lograrlo, se utilizan distintos tipos de bombas en un sistema de vacío estándar, cada una de las cuales cubre una proporción del rango de presión y, a veces, funciona en serie.
Rangos de presión deSistema de vacío industrial
Los sistemas de vacío industriales se pueden ubicar en los siguientes grupos de rangos de presión:
Vacío grueso/bajo: 1000 a 1 mbar / 760 a 0,75 Torr
Vacío fino/medio: 1 a 10-3mbar / 0.75 a 7.5-3Torrente
Alto vacío: 10-3 hasta 10-7mbar/7,5-3hasta 7,5-7Torrente
Vacío ultra alto: 10-7hasta 10-11mbar/7,5-7 hasta 7,5-11Torrente
Vacío extremo alto: < 10-11mbar/<7,5-11Torrente
Los diferentes tipos de bombas para estos rangos de vacío se pueden dividir en bombas primarias (de respaldo), bombas de refuerzo y bombas secundarias (de alto vacío): rangos de presión de vacío alto, muy alto y ultra alto.
Hay dos categorías básicas de bombas de vacío: bombas de transferencia de gas y bombas de captura o atrapamiento.
Bombas de transferencia de gas
Las bombas de transferencia transfieren moléculas de gas mediante intercambio de momento (acción cinética) o desplazamiento positivo. Se descarga la misma cantidad de moléculas de gas de la bomba que de las que entran en ella y el gas se encuentra ligeramente por encima de la presión atmosférica cuando se expulsa. La relación de compresión es la relación entre la presión de escape (salida) y la presión más baja obtenida (entrada).
Bombas de transferencia cinética
Las bombas de transferencia cinética utilizan aspas de alta velocidad o vapor introducido para dirigir el gas hacia la salida, y funcionan según el principio de transferencia de momento. Este tipo de bombas pueden alcanzar relaciones de compresión altas a bajas presiones, pero normalmente no tienen volúmenes sellados.
Desplazamiento positivo
Las bombas que funcionan atrapando mecánicamente un volumen de gas y moviéndolo a través de la bomba se conocen como bombas de desplazamiento positivo. A menudo diseñadas en múltiples etapas sobre un solo eje de transmisión, el volumen aislado se comprime a un volumen más pequeño a una presión más alta y, finalmente, el gas comprimido se expulsa a la atmósfera o a la siguiente bomba. Para proporcionar un mayor vacío y caudal, a menudo se utilizan dos bombas de transferencia en serie.
Como se mencionó anteriormente, las bombas de vacío de desplazamiento positivo se utilizan para crear vacíos bajos. Este tipo de bomba de vacío expande una cavidad y permite que los gases fluyan fuera del entorno o cámara sellada. Después de eso, la cavidad se sella y hace que se escape a la atmósfera. El principio detrás de la bomba de vacío de desplazamiento positivo es crear un vacío expandiendo el volumen de un recipiente. Por ejemplo, en una bomba de agua manual, un mecanismo expande una pequeña cavidad sellada para crear un vacío profundo. Debido a la presión, parte del fluido de la cámara se empuja hacia la pequeña cavidad de la bomba. Después de eso, la cavidad de la bomba se sella de la cámara, se abre a la atmósfera y luego se comprime nuevamente a un tamaño diminuto. Otro ejemplo de bombas de vacío de desplazamiento positivo es como un músculo del diafragma que expande la cavidad torácica, lo que hace que aumente el volumen de los pulmones. Esta expansión da como resultado la creación de un vacío parcial y la reducción de la presión, que luego se llena con aire empujado por la presión atmosférica. Los ejemplos de bombas de vacío de desplazamiento positivo sonbombas de vacío de anillo líquidoy sopladores de raíces que se utilizan ampliamente en diversas industrias para crear vacío en espacios confinados.
Bombas de atrapamiento
Las bombas que capturan moléculas de gas en superficies dentro del sistema de vacío se conocen como bombas de captura o de atrapamiento. Estas bombas funcionan a caudales más bajos que las bombas de vacío, como las bombas de transferencia, sin embargo, pueden proporcionar un vacío extremadamente alto, de hasta 10-12 Torr. Las bombas de captura funcionan mediante condensación criogénica, reacción iónica o reacción química y no tienen partes móviles, por lo que crean un vacío sin aceite.
Las bombas de atrapamiento que funcionan mediante reacciones químicas son más eficaces, ya que suelen colocarse dentro del recipiente donde se requiere el vacío. Las moléculas de aire crean una película fina que se elimina a medida que el funcionamiento de las bombas provoca una reacción química en las superficies internas de la bomba. Las bombas de atrapamiento se utilizan junto con las bombas de vacío de desplazamiento positivo y las bombas de vacío de transferencia de momento para crear un vacío ultraalto.
