V následujícím textu jsme shrnuli důležitá doporučení a poznatky pro provoz, vybavení a údržbu vývěv. V následujících třech vydáních našich Tipů měsíce vám ukážeme nejčastější chyby při použití rotačních vývěv, Rootsových vývěva turbomolekulárních vývěv a uvedeme opatření, jak se těchto chyb vyvarovat.
Je třeba upozornit, že doprovodný obrazový materiál ukazuje jen příklady a nelze z něho usuzovat na spolehlivost ukázaných produktů a značek.
Rootsova vývěva pracuje na čistě objemovém principu a nevykazuje oproti rotační olejové vývěvě žádnou vnitřní kompresi. Komprimuje proti výstupnímu tlaku. Všechny části ve styku s čerpaným mediem jsou v protikladu s rotační olejovou vývěvou prosty oleje a hovoříme v případě rootsovy vývěvy o vývěvě suché. Vyznačuje se kompaktní konstrukcí a vysokou čerpací rychlostí. Podle svých vynálezců se nazývá vývěva rootsova.
Nedoporučuje se rootsovy vývěvy provozované při maximálním rozdílu tlaků přepnout na provoz při mezním tlaku bez předchozího ochlazení. Při mezním tlaku se při malém nebo nulovém proudu čerpaného plynu neodvádí plynem prakticky žádné teplo a tím se také neodvádí teplo z povrchu vývěvy. Při náhlém zvýšení teploty se zmenší mezera mezi rotorem a tělesem vývěvy a vývěva se může zadřít. V extrémním případě to může vést k úplnému zničení vývěvy.
Náhlý pokles teploty v okolí vývěvy může mít za následek, že těleso vývěvy se smrští, rotory jsou stále ještě teplé a vývěva se zadře. To je obzvláště kritické při provozu vývěv při mezním tlaku, jak ukazuje obr. 1. Takovým teplotním šokům je třeba zabránit. Dále je třeba dávat pozor na situace, aby např. v zimě se neotevřely dveře nebo automatická vrata v blízkosti vývěvy a aby vývěva stojící venku byla chráněna přístřeškem proti chladnému dešti.
Pokud je v případě požáru na vývěvu namířen přímý proud vody, těleso vývěvy by mohlo prasknout, zejména pokud je vyrobené z šedé litiny. Verze vývěvy v provedení z tvárné litiny je vhodnější, aby vydržela takové teplotní výkyvy kvůli vyšší pevnosti jejího materiálu.
Pokud jsou rootsovy vývěvy provozovány při maximálním rozdílovém tlaku, měl by být připojen k výstupní přírubě teplotní senzor na ochranu proti přehřátí a případným následným škodám. Senzor vygeneruje upozornění při nastavené teplotě a vypne vývěvu při dosažení maximální dovolené teploty plynu. Doporučuje se použití čidla PT100.
Existují aplikace, např. rychlé čerpání vakuových propustí (L/L, load lock), při kterých musí být dosaženo krátkých cyklů několika vteřin. V tom případě je nutno pamatovat na to, že odstupňování rootsovy vývěvy k primární vývěvě má být cca 2:1. Je to nutné, neboť velkou část doby čerpání z atmosférického tlaku na zhruba 100 hPa připadne na primární vývěvu a rootsova vývěva je účinná od cca 10 hPa. Z těchto důvodů je třeba primární vývěvu dimenzovat odpovídajícím způsobem velkoryse.
Aby se zamezilo proudovým špičkám a nepoužívaly se drahé výkonové stykače, jeví se jako užitečné u vícestupňových čerpacích stojanů nebo při více souběžně používaných kombinacích vývěv zapínat vývěvy počínaje od atmosférického stupně se zpožděním. Je to snadno realizovatelné pomocí časových spínačů a SPS/PLC. Alternativou je pomalé spouštění vývěvy s frekvenčním měničem.
Náhlé vniknutí kapaliny do vývěvy může vývěvu zničit, neboť dojde k náhlému ochlazení plynu vlivem odpaření kapaliny a odebrání tepla potřebného k odpaření. Vzniklá pára nemůže být dostatečně rychle odčerpána, protože předvakuová vývěva je přetížena a tlak v předvakuu může silně vzrůst. V takovém případě je účinné zařadit mezi procesní komoru a rootsovu vývěvu kondenzátor, který zachytí kapalinu dříve, než vnikne do vývěvy.
Při procesech, při kterých vzniká prach nebo částice, např. v metalurgii nebo při tažení krystalů, je vhodné k ochraně rootsových vývěv a rovněž tak předvakuových vývěv na vstupu použít prachové filtry. K ochraně proti větším pevným nečistotám a zbytkům po svařování, které se neuvolnily při (nedostatečném) čištění a při prvním odčerpání mohou být strženy do vývěv, je vhodné použít ochranné síťky na vstupu do rootsových vývěv. Odpovídající příslušenství uvádí výrobci vývěv, při čemž čistý průřez síťky odpovídá jmenovité-mu rozměru vstupu vývěvy. Tím je zajištěno, že ztráta vodivosti na vstupu neovlivní v nežádoucí míře čerpací rychlost.
Při čerpání drahých vysoce čistých plynů jako je helium 3 nebo helium 4 je nutno se bezpodmínečně vyhnout znečištění plyny z okolního vzduchu, pronikajícími netěsnostmi. Velmi dobrá těsnost spolu s malou hodnotou netěsnosti vývěv < 10-5 ? 10-8 hPa l/s je nezbytná. Existují výrobci vývěv, jako je např.
Pfeiffer Vacuum, kteří namísto těsnění hřídele pomocí průchodky typu Gufero/Simering k motoru používají magnetickou spojku s permanentními magnety. Netěsnosti výše uvedené průchodky Gufero se tak stávají minulostí.
Je také možné použít motor s hermeticky uzavřeným rotorem (Spaltrohrmotor, canned motor), nicméně uživatel je odkázán na motory specielně vyvinuté pro danou vývěvu. V případě servisního zásahu je třeba se obrátit na výrobce vývěvy. Při použití magnetické spojky je možno použít cenově výhodnější standardní motory.
Pfeiffer Vakuum nabízí magnetické spojky pro dvoustupňové rotační olejové vývěvy až do 250 m3/h a rootsovy vývěvy až do 12 000 m3/h.
Rádi bychom Vám pomohli při optimalizaci vašich vakuových řešení pro specifické aplikace ? kontaktujte nás.
Jsme tady pro Vás, zeptejte se.
cs
en