Introduccion a la Microscopía Electrónica . Resumen: Los sistemas de Bombas y Medidores para trabajar en condiciones de vacío

Universidad Central de Venezuela[pic 1][pic 2]

Facultad de Ciencias

Escuela de Química

Introduccion a la Microscopía Electrónica

Resumen: Los sistemas de Bombas y Medidores para trabajar en condiciones de vacío.

1. Bombas de vacío.

Una bomba de vacío es un dispositivo para crear, mejorar y / o mantener un vacío. Las bombas de vacío se utilizan para reducir la presión del gas en un cierto volumen y, por tanto, la densidad del gas. Básicamente, la diferenciación se realiza entre dos clases de bombas de vacío:

a) Bombas de vacío en las que mediante una o varias etapas de compresión, se eliminan las partículas de gas del volumen a bombear y expulsar a la atmósfera (bombas de compresión). Las partículas de gas son bombeadas mediante desplazamiento o transferencia de pulsos.

b) Bombas de vacío en las que las partículas de gas que deben eliminarse, se condensan o se unen por otros medios (por ejemplo, químicamente) a una superficie sólida, que a menudo forma parte del volumen de formación de límites en sí.

La Tabla 1.1 muestra las diversas bombas en sus grupos apropiados que se describen más adelante, las bombas de transferencia de gas en las secciones 1.1 y 1.2 y las bombas de atrapamiento en la sección 1.3.

Tabla 1.1 Clasificación de bombas de vacío.

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1. Bombas de desplazamiento positivo:

Estas son bombas en las que un volumen lleno de gas se aísla cíclicamente de la entrada, el gas se transfiere luego a la salida y, por lo general, se comprime antes de la descarga.

• La bomba de paletas rotativas:

Esta es probablemente la bomba más utilizada y está bien establecida como bomba primaria y también como bomba de retroceso en muchos sistemas compuestos.

        Un rotor ranurado colocado excéntricamente gira en un estator cilíndrico (figura 1.1) impulsado por un motor eléctrico directamente acoplado. En las ranuras hay dos (o tres) paletas deslizantes que están en contacto continuo con las paredes del estator. El aire (o gas) se aspira, se comprime y se expulsa a través de una válvula de escape con resorte. Las paletas y el rotor están sellados por una película de fluido, con el estator sumergido en el fluido para proporcionar transferencia de calor a la carcasa de la bomba.

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Figura 1.1 La bomba rotativa de paletas deslizantes.

        Hay bombas de dos etapas disponibles donde el escape de la primera etapa está conectado internamente a la entrada de la segunda etapa (figura 3.2). Esto mejora la presión final de la bomba al reducir las fugas hacia atrás donde el rotor y el estator están sellados con fluido.

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Figura 1.2 Un diagrama de sección transversal de una bomba de paletas deslizantes de dos etapas.

        El lastre de gas se utiliza para reducir el grado de condensación de los vapores durante el ciclo de compresión. El lastre de gas se puede utilizar cuando se admite una cantidad controlada de un gas no condensable adecuado (generalmente aire) durante la compresión (figura 1.3).

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Figura 1.3 El lastre de gas operando en una bomba de paletas deslizantes.

        En la figura 1.3 (a) la paleta A está a punto de cerrar la cámara B en forma de media luna que contiene los gases y vapores condensables que se bombean. Después de sellar este volumen (b) de la entrada, se admite en C. un volumen controlado de aire a presión atmosférica. Esto aumenta la presión en B y evita la condensación al abrir la válvula de escape en una etapa anterior para que no se alcancen las condiciones de condensación. La figura 1.4 muestra las curvas de rendimiento relativo de bombas de una y dos etapas que funcionan con y sin lastre de gas.

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Figura 1.4 Velocidades de bombeo típicas para una bomba de paletas deslizantes.

• La bomba de émbolo giratorio:

        Esta bomba se utiliza principalmente para grandes desplazamientos volumétricos y tiene un rotor montado excéntricamente en un estator circular. La cámara del estator está dividida en dos partes de volumen variable mediante una paleta unida rígidamente al rotor. La paleta se desliza en un enchufe que oscila en un alojamiento apropiado en el estator. Esta bomba también se puede utilizar con lastre de gas. La bomba de émbolo puede ser de dos etapas y puede tener velocidades de hasta 1500 m3/h, siendo las bombas más grandes refrigeradas por agua. La presión final es de aproximadamente 10-2 mbar.

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Figura 1.5 Sección de una bomba de émbolo.

• La bomba Roots:

        La bomba Roots que se muestra esquemáticamente en la figura 1.6(a) se utiliza en los rangos de vacío bajo y medio con alto flujo volumétrico. No puede agotar a la presión atmosférica como se explica a continuación y funciona en serie con una bomba de apoyo, a menudo de la variedad de paletas rotativas, o una bomba "seca", conectada al escape, como en la figura 1.6(c). La bomba Roots tiene dos rotores lobulados entrelazados y sincronizados por engranajes externos que giran en direcciones opuestas, pasando uno al lado del otro y de la cámara con una pequeña holgura (0,3 mm). El gas se desplaza desde la entrada a la salida. En la figura 1.6 (b) se muestra una curva de rendimiento típica.

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Figura 1.6 (a) Bomba de raíces. (b) Curva de rendimiento típica. (c) Diagrama de la bomba conexiones

        Debido a la alta viscosidad inicial del aire a presión atmosférica, es necesario retrasar el arranque de los rotores hasta que la bomba de apoyo haya reducido la presión a 100 mbar o utilizar la válvula de derivación como se muestra en la figura 3.6(c). Esto evita que los rotores se sobrecalienten, se expandan y entren en contacto entre sí o con las paredes. La velocidad inicial de los rotores también puede controlarse mediante un acoplamiento de conducción de fluido que permite un grado variable de deslizamiento durante el período de funcionamiento.

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