Co jsou vývěvy?

Vývěva je zařízení, které odebírá vzduch nebo plyn z nádrže za účelem vytvoření částečného nebo úplného vakua v daném systému. Vzduch je nasáván postupným snižováním tlaku v uzavřeném prostoru. Nasávané plynné molekuly jsou poté uvolňovány do okolního vzduchu nebo jiné nádrže.

Historicky byla většina vakuových zařízení používaných v laboratořích olejotěsná rotační lamelové vývěvy. Mezi nejznámější technologie patří modely s řemenovým přímým pohonem. V těchto vývěvách olej používá používá k mazání a utěsnění. Díky olejovému těsnění mohou tyto vývěvy dosáhnout vakuového tlaku 10–3 Torr , což je podstatně hlubší vakuum než většina suchoběžných laboratorních vývěv, které obvykle nedosahují 10–1 Torr. Pro lyofilizátory, aplikace molekulární destilace a Schlenkovy linky je však potřeba vakuové úrovně 10–3 Torr.

Klíčové parametry vývěv

Laboratorní vývěvy jsou specifikovány se dvěma základními ukazateli: „konečné vakuum“ a „rychlost čerpání“.

  • Konečné vakuum je nejnižší úroveň tlaku (nejhlubší vakuum), kterou může vývěva poskytnout. Podle definice je to bod, ve kterém průtok klesne na nulu, což znamená, že se mohou evakuovat i páry. Protože u odpařovacích aplikací je základním aspektem výkonu vývěvy odsávání výparů z aplikace, měli byste povolit určitý polštář mezi skutečným vakuem, které potřebujete dosáhnout. Například při pokojové teplotě je tlak vodních par asi 20 Torr. Pokud je vaším cílem použít vakuum k odpařování vody při pokojové teplotě, měli byste chtít vývěvu s „konečným vakuem“ menším než 20 Torr, protože nebude možné odvádět páry z provozní aplikace.
  • Rychlost čerpání, označovaná také jako „průtok“ nebo „volný výtlak vzduchu“ je jednotka definována jako maximální rychlost pohybu par, kterou je vývěva schopna. Průtok souvisí s dobou vypouštění stroje. Je proto nutné vyhodnotit kapacitu vývěvy k dosažení jak požadované čerpací rychlosti (objemového průtoku), tak i hmotnostního průtoku podle požadavků procesu. Obecně platí, že čím vyšší je průtok, tím kratší je doba vypouštění.

Nejlepší přístup je studovat výkonové křivky. (Viz obrázek) Tyto křivky ukazují výkon v oblasti mezi maximálním vakuem a specifikacemi rychlosti čerpání. Jsou důležité proto, protože dvě vývěvy se schodnými specifikacemi mohou ve skutečnosti fungovat velmi odlišně. Například, jak se vakuum zvyšuje a rychlost čerpání klesá směrem k nule při konečném vakuu, rychlost, při které klesá rychlost čerpání, bude mít vliv na to, jak objemnou vývěvu musíte koupit. Jedna vývěva může ztratit pouze 10% své rychlosti čerpání ve vakuu, při kterém jiná vývěva – se stejnými specifikacemi – ztratí 50% své stanovené rychlosti čerpání. Chcete-li to kompenzovat, budete muset koupit mnohem větší vývěvu pro stejnou aplikaci.

Otázky při výběru vývěvy

Poté, co jste vybrali model, který vyhovuje vašim potřebám pro hloubku vakua a rychlost čerpání, je ještě třeba zvážit několik posledních věcí, které mohou ovlivnit efektivitu. Zde je pár z nich:

  • K čemu budete vakuum používat? Filtrace vyžaduje mírné vakuum. Odpařování vyžaduje hlubší vakuum. Molekulární destilace vyžaduje ještě více. Přizpůsobte vývěvu použití. 
  • Pracujete s žíravými médii? Standardní pracovní vývěvy mají nižší pořizovací náklady, ale vývěvy odolné proti korozi budou mít nižší náklady na celou životnost.
  • Pracujete s korozivními rozpouštědly (včetně bělidel v biologických vědách)?
    Pokud ano, vybírejte vývěvy s průtokovými cestami odolnými proti korozi.
  • Potřebujete k dosažení svých vědeckých cílů konkrétní úroveň vakua?
    Pokud ano, vybírejte modely, které používají elektroniku ke správě procesů.
  • Máte obavy z emisí z vakuových aplikací? Pro mnoho modelů existuje celá řada příslušenství. Hledejte ty, které umí zachytit páry před i po vývěvě.
  • Je spotřeba energie problémem? Pokud ano, možná vás bude zajímat „multitaskování“, což znamená provozovat více než jednu vakuovou aplikaci najednou. Další možností jsou vývěvy s regulací otáček, která se automaticky přizpůsobuje požadavkům na čerpání a šetří energii čerpáním pouze tolik, kolik je potřeba v daném okamžiku k vytvoření nebo udržení požadovaných úrovní vakua.
  • Jaká je čerpací kapacita při zamýšlené úrovně vakua? Skutečná čerpací rychlost klesá z nominální rychlosti se zvyšující se hloubkou vakua. Míra poklesu se u vývěv liší.
  • Proč byste měli investovat do vakuové regulace? Pokud je třeba zachovat specifické podmínky vakua., tak řízené elektronická regulace může zlepšit reprodukovatelnost, chránit vzorky a zkrátit dobu zpracování.
  • Bude potřeba vývěvu mazat? Je důležité si položit otázku, zda je nutné vývěvu  mazat nebo ne. Olejem mazané vývěvy má větší účinnost a odolnost. Vyžadují však velmi pravidelnou údržbu. Pokud potřebujete vakuum bez oleje, musíte volit vývěvy bezolejové.

Na základě výše uvedených kritérií bude poté nutné analyzovat četnost cyklů údržby. Tím se určí celkové náklady na vaši instalaci, které musí zohledňovat nákupní cenu, ale také provozní a údržbářské náklady.

Komentujte

avatar
  Upozornit  
Upozornit na