Co je vakuová instalace?

Vakuový systém je kombinací několika vakuových zařízení, která fungují společně. Systém může obsahovat několik vývěv, může také zahrnovat různé ventily, měřicí zařízení, pojistky, ventily, řídicí jednotky systému a tak dále. Vakuové systémy vykazují nejúčinnější výkon v různých oblastech činnosti a ve všech ohledech již dávno předčily jakékoli jiné typy systémů. Vakuový systém je samozřejmě velmi drahá sada zařízení a je nepravděpodobné, že by takové pořízení bylo v možnostech malého podniku, nicméně velkovýroby každým rokem stále častěji zavádějí do své práce vakuové systémy, neboť v r. tyto podniky se velmi rychle zaplatí a výrazně zvýší produktivitu.

Vakuum je stav média, ve kterém je jeho tlak nižší než tlak atmosférický. Čím nižší je tento tlak a čím větší je rozdíl, tím vyšší je úroveň vakua. Vakuové systémy jsou schopny vytvořit vakuum různé úrovně v závislosti na charakteristice zadaných úkolů, existují tři hlavní typy vakua. Nízká úroveň, takové vakuum je nezbytné v mnoha průmyslových odvětvích a používá se také v procesech souvisejících s balením různého zboží. Průměrná úroveň, takové vakuum, se nejčastěji podílí na různých úkolech v metalurgii a medicíně, včetně výroby léků. Vysoká (nebo ultravysoká) úroveň, takové vakuum se používá při výrobě high-tech prvků, jako jsou mikroskopy, různé mikroobvody, čipy a tak dále.

Princip činnosti vakuových systémů a instalací

Hlavním úkolem každého vakuového systému je vytvořit a udržet určitou úroveň vakua v utěsněné nádobě čerpáním vzduchu nebo směsi plynů z ní. Tento proces spustí vakuovou pumpu, která pumpuje ven. Čerpadlo nasává čerpané médium po částech, ale neustále tak dlouho, dokud není dosaženo požadovaného výsledku. Část směsi plynů vstupuje do komory čerpadla, kde je stlačována, dokud tlak plynu není vyšší než tlak na výstupu čerpadla. Komprese lze provádět různými metodami v závislosti na typu zařízení vakuové pumpy.

Aby se zabránilo různým typům úniků plynu, které mohou způsobit přítomnost plynu v čerpané nádrži nebo kontaminovat prvky zařízení, používají se speciální zařízení nazývaná lapače. Každé ze systémových čerpadel zpravidla pracuje ve spojení s osobním sifonem, který zaručuje absenci úniků.

K vytvoření vysokého a ultravysokého vakua se obvykle používá několik čerpadel, která pumpují postupně. Některé typy čerpadel jsou lepší při vytváření nízkého vakua a některé jsou skvělé při vytváření vysokého vakua z podmínek nízkého vakua spíše než z podmínek atmosférického tlaku, takže tento konzistentní provoz výrazně zlepšuje výkon systému. Jakmile se vytvoří vakuum, budou se čerpadla pravidelně zapínat, aby se udržely vytvořené podmínky.

Kde se vakuové systémy používají?

Vakuové systémy se montují a vybavují individuálně, na základě specifik úkolů. Pro téměř jakoukoli oblast činnosti můžete vytvořit optimální sadu zařízení, která dokážou několikanásobně zvýšit produktivitu. Nejčastěji můžete najít následující směry vakuových systémů:

• vakuové systémy v lékařství (pro odběr krve);
• vakuové systémy pro výrobu;
• vakuové systémy pro chirurgii;
• vakuové systémy pro laboratoře;
• vakuové systémy v elektrických zařízeních;
• vakuové systémy pro výrobu grafitových nanostruktur;
• vakuové systémy pro vakuové tvarování a odplyňování.

Z čeho se skládá vakuový systém?

Vakuové systémy jsou celé komplexy zařízení, jejichž společným hlavním úkolem je vytvářet, regulovat, udržovat, měřit, utěsnit a chránit vakuum v nádrži. Každý systém může mít jiný počet prvků. Mezi hlavní prvky systému patří následující zařízení.

• Fotoaparát. Jedná se o speciální utěsněnou nádrž, ve které bude vytvořen podtlak.
• Vakuová pumpa. Nejčastěji se používá několik zařízení různých typů najednou, která mohou pracovat společně i postupně. Čerpadlo je zodpovědné za vytvoření a udržení vakua na požadované úrovni.
• Potrubní systém. Tento systém je zodpovědný za pohyb čerpaného média v systému.
• Zajišťovací a nastavovací zařízení. Tato zařízení jsou schopna zablokovat nebo otevřít cestu plynu do některých jednotlivých prvků systému a jsou také zodpovědná za těsnost.
• Ochranná nouzová zařízení. Tato zařízení zajišťují okamžité odstavení potrubí systému v případě nouze.
• Vstupní zařízení. Jedná se o instalace, které umožňují upravit úroveň tlaku úpravou množství dodávaného plynu nebo vzduchu.
• Spojovací prvky. Umožňuje spojit všechny části vakuového systému do jediné konstrukce při zachování těsnosti.
• Měřicí a regulační přístroje. Tyto prvky umožňují sledovat všechny potřebné ukazatele provozu systému a v případě potřeby je spravovat.

Klasifikace a typy vakuových systémů a vakuových instalací

Na základě svého účelu jsou vakuové systémy rozděleny do mnoha typů, protože pro téměř každý podobný proces lze vytvořit optimální instalaci. Existuje však několik různých typů vakuových systémů.

• Průmyslové vakuové systémy. Systémy se používají v různých průmyslových odvětvích, pro každý úkol jsou vybaveny individuální sadou zařízení. Je také důležité správně vybrat hlavní prvek systému, kterým je vakuové čerpadlo. Například pro papírenský průmysl se nejčastěji volí kapalinokruhová čerpadla, která mají nejvyšší výkon, v chemickém průmyslu se častěji používají bezolejová čerpadla a v různých procesech se velmi často používají také Rootsova čerpadla. Také v průmyslu se často můžete setkat se systémy vakuového balení, které jsou nezbytné při výrobě potravin, a systémy parních ejektorů, které jsou velmi žádané v petrochemické výrobě.
• Automatické vakuové systémy. Taková zařízení jsou relevantní, když systém musí pracovat po velmi dlouhou dobu nebo téměř neustále. Takové systémy jsou vybaveny speciálními ovladači, které monitorují a regulují činnost všech prvků systému. Díky této funkci může systém fungovat bez dohledu specialistů, protože i v případě nouze systém nezávisle provede všechny potřebné akce.
• Systémy centralizovaného vysávání. Takové systémy jsou schopny připojit několik nádrží k jednomu potrubí najednou. Nejčastěji se tyto systémy používají k upevnění obrobků na několika vakuových stolech různých strojů. Také tyto systémy jsou oblíbené zejména ve zdravotnictví, jeden systém lze připojit k několika lékařským přístrojům najednou a zajistit jejich správnou funkci.
• Vakuové kompresorové systémy. Tyto systémy umožňují čerpání nejtěžších směsí plynů za podmínek nízkého tlaku. Takové systémy jsou nejvíce žádané v chemickém, petrochemickém, metalurgickém průmyslu a také v elektrárnách.

Jak vypočítat vakuový systém

Jako základ se často bere již vytvořený vakuový systém, který se používá k provádění podobných úkolů. Pokud se výpočet provádí od začátku, pak je rozdělen do dvou fází. Nejprve je proveden návrhový výpočet, ve kterém jsou vybrány typy hlavních a pomocných čerpadel, jsou také vypočteny charakteristiky dalších zařízení, způsoby interakce a připojení. Dále je proveden ověřovací výpočet, ve kterém jsou všechny prvky vybrány co nejpřesněji tak, aby společně dosáhly požadovaného tlaku v požadovaném časovém úseku. Aby nedošlo k chybám, je lepší zapojit do této fáze kvalifikovaného odborníka.

Etapy údržby vakuových systémů

Aby systém fungoval dlouho a správně, je nutné provádět pravidelnou údržbu a diagnostiku. Pro každý prvek systému výrobci píší seznam doporučení, například pro každé čerpadlo se doporučuje používat pouze určitý typ oleje; je také nutné samostatně sledovat stav filtračních prvků, protože jejich selhání významně snižuje produktivitu a způsobuje enormní poškození prvků systému. Nejčastěji firmy, které systémy prodávají a montují, poskytují doplňkové služby pro opravy, údržbu a diagnostiku svých systémů, abyste se nestarali o stav systému, je lepší svěřit údržbu takto složitých zařízení profesionálům.

Zakázková konstrukce a vybavení vakuových systémů

Vzhledem k tomu, že vakuový systém je složitá a drahá sada zařízení, nákup takové jednotky a všech komponent by měl být proveden od důvěryhodné společnosti. Jedním z lídrů v tomto segmentu ruského trhu a trhů sousedních zemí je společnost Vacuum Market. Specialisté společnosti mají v této oblasti dlouholeté zkušenosti a jsou schopni sestavit vakuový systém jakékoliv složitosti z těch nejlepších komponent. Systémy lze postavit podle návrhu zákazníka, pokud se zákazník nemůže rozhodnout o vlastnostech zařízení, specialisté společnosti samostatně vypracují a zrealizují návrh systému s přihlédnutím ke všem vlastnostem úkolů, které budou přiděleny systému v budoucnu. Společnost také garantuje dostupnost všech komponent a možnost nákupu v případě potřeby výměny. Společnost spolupracuje pouze s důvěryhodnými a předními výrobci zařízení a na všechna zařízení se vztahuje záruka.

Vakuová instalace funguje na základě vakuového systému čerpadla. Navrženo k vytvoření a udržení technického vakua odčerpáváním plynů a směsi páry se vzduchem. Vakuum je stav plynu při tlaku nižším, než je atmosférický tlak. Navíc, čím nižší je tlak, tím vyšší je vakuum.

Vakuová zařízení fungují na bázi vývěv. Povinným prvkem všech instalací je vývěva. Jejich princip fungování je založen na vytváření ředění vzduchu změnou objemu pracovní komory. Lze použít pro stříkání, metalizaci, pájení a další účely.

Vakuová stříkací zařízení – konstrukce a princip činnosti

Vakuové stříkání probíhá pomocí nasměrovaného toku částic, které jsou aplikovány na povrch produktu a následně kondenzují. Tato technika se používá při vytváření mikroobvodů, hybridních obvodů, produktů v optice, strojírenství a dalších oborech.

Vakuová stříkací zařízení – konstrukce a princip činnosti

Zařízení pro instalaci vakuového nanášení obsahuje následující prvky:

• Pracovní komora. Produkt se do ní vloží pro následné zpracování a filmy se ukládají.
• Zdroje materiálů pro tavení nebo vypařování. Každý je vybaven řídicím a napájecím systémem.
• Evakuační systém. Slouží k vytvoření vakua a zajištění proudění plynu. Systém zahrnuje vývěvy, dmychadla, ventily, vakuové senzory, příruby.
• Napájecí systém pro všechny komponenty.
• Kontrolní systém. Zajišťuje automatický provoz zařízení. Obsluha nastavuje rychlost nástřiku, teplotu pracovní komory, tloušťku filmů a další charakteristiky, které jsou automaticky udržovány.
• Dopravní systém. Zajišťuje nakládání a vykládání dílů z pracovní komory, jejich správné umístění na stojany pro nástřik a pohyb z jedné polohy do druhé v případě vytvoření vícevrstvé fólie.
• Systém pomocných zařízení. Zahrnuje tlumiče, čisticí zařízení, obrazovky ve fotoaparátu atd.

Při provozu vakuových stříkacích zařízení probíhá několik fází. Nejprve rozstřikovaná látka přechází z kondenzačního stupně do plynového stupně. Molekuly plynné fáze jsou přeneseny do produktu, který je rozprašován. Zhušťují se a tvoří se film.

Rozprašování může být iontové, když jsou atomy pevné látky bombardovány těžkými neutrálními nebo nabitými částicemi. Rozprašování může nastat v přítomnosti chemických činidel v plynné fázi. V tomto případě se na povrchu obrobku tvoří produkty interakce látek. Tento typ nástřiku se nazývá reaktivní nástřik.

Technologie vakuové metalizace

Metalizace je druh nástřiku, při kterém se na povrch zpracovávané látky nanáší kovová vrstva. Přímo lze zpracovávat kovy, keramiku, plasty, beton a další materiály.

Technologie vakuové metalizace

V zařízeních pro vakuovou metalizaci probíhá proces zpracování v několika fázích:

1. Díl se připravuje ke zpracování. Okraje a skryté oblasti, kde se může dostat kondenzát, jsou odstraněny. Produkt se suší při teplotě 80 stupňů Celsia po dobu 3 hodin.
2. Provádí se aktivační povrchová úprava. To zahrnuje vytvoření požadovaného reliéfu, stavu nabití, nanesení adhezivní aktivní vrstvy atd.
3. Nástřik kovové vrstvy. Stříkaný materiál je umístěn do vakuové komory spolu s obrobkem. Tento materiál se zahřívá na ultra vysoké teploty, odpařuje se a kondenzuje na povrchu produktu ve formě tenkého filmu. Tloušťka metalizační vrstvy je 0,01-0,2 mikronů.

Nakonec se produkt vyjme z vakuové komory. Výsledný nátěr je řízen – rovnoměrnost nástřiku, rovnoměrnost struktury, pevnost spojení povrchové vrstvy.

Vakuové pájecí jednotky

Vakuové pájecí jednotky

Pro pájení vícevrstvých výrobků lze použít vakuové instalace. Konstrukce zařízení zahrnuje:

• Nakládací a vykládací prvek. Skládá se ze dvou nezávislých obvodů, které umožňují nakládání vozíků jeden po druhém a postupný pohyb během procesu pájení.
• Pracovní komora. Má dvě zóny. Topná tělesa tvoří topnou zónu a clona tvoří chladicí zónu. Tyto zóny jsou rozděleny speciálním tlumičem.
• Přechodové kamery. Jejich těsnost je způsobena přítomností klapky, která je odděluje od pracovní komory. V důsledku toho se vytvoří utěsněný objem. Takové podmínky jsou optimální pro pohyb vozíků s částmi mezi komorami vzduchového uzávěru, topnými tělesy a chladicí zónou.

Během procesu pájení se dvakrát aplikuje vakuum. Když je produkt naložen do systému, vzduch je odčerpán pomocí vakuové pumpy, poté je komora naplněna směsí plynů. Pájení ve vodíku zabraňuje tvorbě oxidů na povrchu výrobků.

Přímo během pájení je také vyžadováno vakuum. Pájka se převede do kapalného stavu, vzduch je z pájeného spoje vytlačen vakuem, odstraní se bubliny a dutiny.

Vakuové odplyňovací jednotky s vibračním stolem

Odplyňovací komora s vibračním stolem je určena k odstraňování vzduchových bublin při různých technologických procesech, což má pozitivní vliv na kvalitu hotového výrobku.

Vakuové odplyňovací jednotky s vibračním stolem

Tato instalace se skládá z pracovní nádoby, vývěvy, průhledného krytu, adaptérů a vakuometru. Přítomnost vibračního stolu zlepšuje odstraňování vzduchových bublin z obrobku. Zařízení se používá pro odlévání silikonů, polyuretanů a dalších materiálů. Lze použít v laboratorních a průmyslových podmínkách.

Vakuové instalace jsou široce používány. Používají se ve velkých továrnách se zavedenými automatickými linkami, kde je potřeba nakládat/vykládat materiály, ve zdravotnických zařízeních, hasičských vozech a dalších prostorách.