May 18, 2022
Giới thiệu
Bài viết này chứa mọi thứ bạn cần biết về buồng chân không.
- Buồng chân không là gì
- Các loại buồng chân không
- Các ngành công nghiệp sử dụng buồng chân không
- Kiểm tra và đánh giá hoạt động ở trong buồng chân không
1. Khái niệm về buồng chân không
Buồng chân không loại bỏ không khí và áp suất khỏi vỏ bọc để kiểm tra tác động của chân không lên các bộ phận, vật liệu, linh kiện và cụm lắp ráp. Nó cũng có thể được sử dụng để kiểm tra hiệu suất của các ứng dụng cho hoạt động sản xuất. Chúng được thiết kế để chịu được loại áp suất được tạo ra bởi chân không và có khả năng mô phỏng các điều kiện môi trường mà chân không có thể tồn tại.
Trong các ngành công nghiệp hàng không và vũ trụ, kiểm tra chân không là điều cần thiết để xác định khả năng chịu áp lực và chân không của thành phần. Các ngành công nghiệp khác sử dụng thử nghiệm chân không để xác định độ ổn định của đóng gói vật phẩm vì vật phẩm có thể được vận chuyển bằng đường hàng không đến các địa điểm khác nhau trên thế giới.
Trong các ứng dụng công nghiệp, cần phải kiểm tra độ cao, làm khô và thoát khí trong các điều kiện và môi trường chân không được kiểm soát và có thể tái tạo. Các loại thử nghiệm này giúp thiết lập chất lượng và độ bền của sản phẩm.
2. Các loại buồng chân không
Buồng chân không được thiết kế để phù hợp với nhu cầu của các ngành công nghiệp mà chúng phục vụ. Loại buồng này có thể để bàn để thử nghiệm các bộ phận nhỏ hoặc để các nhà sản xuất nhỏ sử dụng. Các loại khác có thể có kích thước bằng một căn phòng để thử nghiệm các bộ phận và dụng cụ máy bay lớn để sử dụng trong không gian vũ trụ.
Là một nhánh của các buồng môi trường, kiểm tra buồng chân không có thể là một phần của các quy trình có sẵn trên buồng được thiết kế để thực hiện một loạt các thử nghiệm từ điều kiện khí hậu đến ảnh hưởng của độ cao. Mặc dù có các buồng chân không tiêu chuẩn, chúng cũng có thể được thiết kế đặc biệt để phù hợp với một bộ tiêu chí được xác định trước.
Các buồng chân không được chế tạo với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Các loại buồng chân không tiêu chuẩn được phân loại là hình hộp, hình cầu, hình trụ, hình chữ D và bình chuông.
2.1. Buồng chân không dạng hình hộp
Có hai dạng buồng chân không hình hộp là buồng chữ nhật và buồng dạng hình khối hoặc hình hộp. Phiên bản hình chữ nhật của buồng chân không được thiết kế cho độ chân không cực cao (UHV), có thể đạt áp suất thấp tới 100 nanopascal. Các buồng chân không hình hộp có khả năng thực hiện toàn bộ phổ thử nghiệm chân không, khử khí, kiểm tra khí quyển, lắng đọng màng và mô phỏng không gian bên ngoài. Mỗi loại buồng chân không hình hộp đều phải có thành dày với hệ giằng để có thể chịu được các điều kiện áp suất khắc nghiệt.
2.2. Buồng chân không hình cầu
Các buồng hình cầu được sử dụng để kiểm tra bề mặt, lắng đọng laser và kiểm tra UHV. Buồng dạng hình cầu cho phép điều chỉnh nồng độ từ một điểm trên mẫu thành nhiều điểm. Các buồng hình cầu được trang bị nhiều cổng để cho phép có thể truy cập bằng nhiều điểm.
2.3. Buồng chân không hình trụ
Buồng chân không hình trụ có thể nằm dọc hoặc nằm ngang. Hình dạng của buồng là yếu tố quyết định trong phương pháp tiếp cận buồng, trong đó các buồng ngang có thể được tiếp cận bằng các lỗ ở hai đầu, trong khi các buồng thẳng đứng có thể được tiếp cận theo nhiều cách khác nhau, bao gồm cả việc nâng buồng lên khỏi đế của nó. Buồng xi lanh được sử dụng để khử khí hoặc kiểm tra rò rỉ khí heli có đường kính trong từ 100 đến 2000 mm.
2.4. Buồng chân không dạng hình chuông
Buồng chân không dạng bình chuông tương tự như buồng chân không hình trụ với đỉnh vòm hàn. Chúng có thể được làm từ kim loại hoặc Pyrex tùy thuộc vào loại thử nghiệm và tiêu chí sản phẩm. Chúng có nhiều kích cỡ khác nhau kết hợp với các tấm lót và vòng cổ nạp liệu. Buồng chân không dạng bình chuông được sử dụng cho các ứng dụng nhiệt độ cao. Buồng chân không dạng bình chuông Pyrex là một buồng chân không trong suốt được đặt trên một tấm đế kim loại.
3. Các ngành công nghiệp sử dụng buồng chân không
Chân không là không gian có áp suất thấp, nơi tất cả các vật chất đã được loại bỏ có thể ảnh hưởng đến quá trình thử nghiệm hoặc sản xuất. Sử dụng bơm chân không, các ngành công nghiệp sản xuất chân không để kiểm tra các sản phẩm của họ về độ rò rỉ, độ bền và độ ổn định. Giống như buồng môi trường, buồng chân không cung cấp dữ liệu có giá trị và thông tin chi tiết về khả năng của sản phẩm để có thể thực hiện các điều chỉnh nhằm cải thiện chất lượng của sản phẩm. Các phòng thử nghiệm đã là một bước tiến lớn của ngành công nghiệp. Họ cho một công ty biết các thông số và giới hạn của sản phẩm của họ, thông tin được truyền cho người dùng và khách hàng.
Nhà máy
Buồng chân không là một công cụ thiết yếu trong sản xuất. Nó cung cấp dữ liệu để đảm bảo sự an toàn của sản phẩm và nêu bật bất kỳ sai sót nào mà sản phẩm có thể mắc phải. Các loại thử nghiệm bao gồm xác định rò rỉ hoặc khả năng chống lại các điều kiện môi trường có thể chứa chân không.
Một trong những chất gây hại nhất trong quá trình sản xuất là độ ẩm. Bằng cách đưa sản phẩm đang sản xuất vào chân không, hơi ẩm cũng như các bong bóng khí có kích thước siêu nhỏ sẽ được loại bỏ. Một công dụng khác của buồng chân không là áp dụng các màng bảo vệ, lớp phủ và lớp hoàn thiện.
Không gian vũ trụ
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ tận dụng tối đa các buồng chân không do tính chất của môi trường mà sản phẩm của họ phải chịu đựng. Mọi khía cạnh và bộ phận của sản phẩm dành cho hàng không vũ trụ phải được kiểm tra và thử nghiệm lại để đảm bảo an toàn và hiệu suất. Điều này bao gồm bu lông, bảng điều khiển, công tắc, linh kiện điện, vật liệu dạng sợi, đệm ghế, chốt và tay nắm cửa.
Các cơ quan giám sát việc sản xuất vật liệu sử dụng cho tàu vũ trụ và máy bay có những yêu cầu nghiêm ngặt và nghiêm ngặt về chất lượng của vật liệu được sử dụng. Buồng chân không cho phép các nhà nghiên cứu mô phỏng các điều kiện và môi trường bất lợi để xác định chất lượng và giới hạn của các thành phần.
Hình ảnh bên dưới là một buồng chân không lớn để thử nghiệm các bộ phận và sản phẩm cho ngành hàng không vũ trụ. Nó cao 7 mét và dài 12 mét với khoảng nhiệt độ từ -180 ° C đến 100 ° C.
Đồ ăn và đồ uống
Một trong những mối quan tâm chính của ngành công nghiệp thực phẩm là chất thải do hư hỏng hoặc kiểm soát môi trường kém. Các sản phẩm thực phẩm phải được duy trì ở một nhiệt độ cụ thể phải được thử nghiệm để xác định giới hạn của chúng để đảm bảo chất lượng. Ngoài việc giúp thiết lập ranh giới cho các sản phẩm thực phẩm, buồng chân không còn có thể loại bỏ độ ẩm dư thừa và khí gây hại từ các sản phẩm có thể chứa chất gây ô nhiễm. Kho lạnh là một phần quan trọng trong vận chuyển thực phẩm. Buồng chân không hỗ trợ đẩy nhanh quá trình làm lạnh, đông lạnh và sấy khô để bảo vệ tính toàn vẹn của tế bào, mùi vị, màu sắc và hình thức của sản phẩm. Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống được quản lý chặt chẽ bởi nhiều cơ quan và tổ chức để đảm bảo sự an toàn của công chúng, điều này làm cho quá trình chân không trở thành một khía cạnh quan trọng của sản xuất thực phẩm.
Dược phẩm sinh học
Ngành công nghiệp dược phẩm sinh học là một trong những ngành được theo dõi chặt chẽ nhất do tính chất của các sản phẩm. Trong quá trình sản xuất và phát triển, các quyết định chính xác phải được thực hiện liên quan đến nhiều khía cạnh của sản phẩm, bao gồm thời hạn sử dụng, điểm hư hỏng và tính nhạy cảm với các yếu tố môi trường. Buồng chân không được sử dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm sinh học để làm khô, khử khí, khử trùng, làm lạnh, chưng cất và kết tinh thuốc. Chúng cũng được sử dụng để bảo quản các mẫu vật để nghiên cứu trong một môi trường không bị ô nhiễm cũng như hỗ trợ việc tạo ra các loại thuốc mới.
Năng lượng mặt trời
Quy trình sản xuất PV sử dụng các buồng lắng đọng chân không, một phương pháp để đặt một lớp chất, trong việc chế tạo các lớp hấp thụ năng lượng mặt trời. Trong hầu hết các trường hợp, quy trình sử dụng nhiều khoang để di chuyển chất nền từ điểm này sang điểm khác. Việc di chuyển chất nền từ buồng này sang buồng khác sử dụng hệ thống vận chuyển chuyên dụng để sản xuất sản phẩm khối lượng lớn. Chân không trong mỗi buồng phải ở mức 10 đến 9 mbar, cần được duy trì trong thời gian dài. Quá trình sản xuất tấm PV sử dụng các buồng chân không lớn hơn và mạnh hơn.
Hóa chất
Công nghệ buồng chân không là một phần cần thiết của sản xuất hóa chất cho các quá trình như chưng cất, polycondensation, khử khí và sản xuất polyurethane. Quá trình chân không đối với hóa chất phải duy trì một áp suất không đổi để tránh làm hỏng sản phẩm cuối cùng, điều này sẽ khiến nó trở nên vô dụng.
Phạm vi chân không cho các buồng này là từ 1 đến 10 mbar. Buồng chân không làm giảm tải nhiệt của vật liệu, điều này đặc biệt cần thiết đối với vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ. Việc sử dụng buồng chân không trong sản xuất hóa chất là một phương pháp đảm bảo chất lượng và hiệu suất cao.