DE
CZ
HU
PL
EN
Visoki vakuum – še nikoli niste slišali za to? Za kaj se uporablja? Tu je vpogled v pomembno tehnologijo (visokega) vakuuma, brez katerega sodobno življenje, kakršnega poznamo danes, ne bi bilo mogoče.
Kaj je (visoki) vakuum?
V našem ozračju znaša tlak 1013 mbar, če pa se v sistemu zniža tlak, govorimo o vakuumu. Toda tudi tukaj obstaja več tlačnih območij. Nižji kot je tlak »višji« ali »boljši« je vakuum. Razlikujemo med negativnim tlakom (sesalniki ali vakuumska embalaža), grobim vakuumom (stare žarnice), finim vakuumom (sušenje z zamrzovanjem), visokim vakuumom (elektronske cevi, elektronski mikroskopi) in ultravisokim vakuumom.
Nastanek visokega vakuuma
Vakuum se ustvari s črpalkami, ki pravzaprav niso črpalke, temveč se samo tako imenujejo. Pravzaprav gre za kompresorje. To pomeni, da te črpalke transportirajo molekule zraka, ki vstopijo v črpalko in izstopijo iz (vakuumske) komore. S tem je tlak v komori vedno nižji. Če želite ustvariti visoki vakuum, potrebujete sistem, ki je sestavljen iz dveh črpalk: predčrpalke in tako imenovane turbomolekularne črpalke (glejte skico).
Posebnosti visokega vakuuma
Pomemben izraz je tako imenovana srednja prosta pot. To je razdalja, ki jo lahko delec plina premaga na svoji poti, ne da bi pri tem trčil v druge delce plina.
Spomnimo se, vakuumske črpalke so kompresorji, ki lahko transportirajo samo molekule iz komore, ki vstopijo v črpalko. Če vlada običajni tlak, molekule zraka trčijo zelo pogosto ena ob drugo, ker znaša srednja prosta pot le približno 68 nm. Za primerjavo: povprečni človeški las je približno 1000-krat debelejši. Ker molekule trčijo zelo pogosto ena ob drugo, so tudi tanke cevčice (npr. 1/2 palca = 12,7 mm) in majhni priključki hitro in dobro pretočni. Na takšen način molekule hitro dosežejo črpalko.
Bolj ko se tlak niža, manj molekul je v komori in večja je srednja prosta pot. V visokem vakuumu le-ta znaša med 10 centimetri in enim kilometrom. Zaradi tega molekule ne trčijo toliko ena ob drugo, in da pridejo čim hitreje do črpalke, morajo biti priključki k ventilom zelo veliki (glejte skico). Zato SMC ponuja velikosti do 160 mm nominalnega premera (= notranji premer).
Za kaj se uporablja visoki vakuum?
Izdelke, ki se izdelujejo pod visokim vakuumom, najdemo skorajda povsod v našem vsakdanjem življenju. Povzemamo nekaj primerov:
- Premazi: pomemben postopek, ki deluje le v visokem vakuumu, je fizikalna faza izločanja plina. Uporablja se pri izdelavi mikročipov, CD-jev in DVD-jev. Tu je pomembno izjemno čisto okolje, saj predstavljajo delci veliko težavo.
- Nadaljnji primeri uporabe: premazovanje orodja, folije (prehrambena industrija, očala, avtomobili, nakit itn.)
- Elektronski mikroskop: namesto svetlobnega žarka elektronski mikroskop uporablja elektronski žarek. Ker so elektroni zelo majhni, bi jih odklonile molekule zraka, zato mikroskop potrebuje visoki vakuum, da deluje.
- Preskusi tesnjenja: hladilniki, hladilniki zraka, toplotne črpalke, zavorni sistemi, zračne blazine in drugo. Številnim sistemom je potrebno preizkusiti tesnenje, saj lahko zaradi puščanja pride do uničujočih posledic tako za nas (varnost, zdravje) kot tudi za okolje. Te preizkuse tesnjenja je mogoče izvesti le v visokem vakuumu, kjer se najde vsaka najmanjša netesnost.
- Analitika: primer iz analitike je masni spektrometer. Z njim se meri masa atomov ali molekul (atomska teža), potem ko se pretvorijo v plinsko fazo in ionizirajo. Če bi bil tlak previsok, bi ioni trčili v molekule zraka in ne bi mogli priti do detektorja. Poleg tega prostih ionov in elektronov ne bi bilo mogoče ustvariti brez visokega vakuuma, življenjska doba naprave pa bi se drastično skrajšala.
- Primeri uporabe: v medicini in kriminalistični tehnologiji ter dopingških kontrolah – pregled snovi v telesu, pri analizah prisotnosti toksinov v okolju, bojnih sredstvih ter eksplozivih in še veliko več.
Visoko vakuumski ventili SMC navdušujejo s svojo visoko kakovostjo in življenjsko dobo. Ustrezajo visokim standardom tesnosti in so izjemno odporni proti koroziji. Tu najdete vse izdelke za pnevmatske, elektromagnetne in ročne pogone.