کاربرد های خلاء در صنعت

       کاربرد خلاء در صنعت می تواند از جابجایی مکانیکی توسط خلاء (مانند بلند کردن اجسام سنگین و سبک بوسیله بالشتک مکنده ) تا نشاندن مدارهای مجتمع (IC) روی صفحات سیلیکونی و تخلیه شتابدهنده های الکترونی و شبیه سازی فضایی تغییر کند . با توجه به رده بندی نواحی خلاء کاربرد های خلاء در این نواحی بررسی  می شود    البته همیشه محدوده خلاء مورد استفاده در هر رشته دقیقا منطبق بر مرز های نواحی خلاء نمی باشدو ممکن است یکی از کاربرد ها دو یا جند ناحیه خلاء را شامل شودمانند جوش با اشعه الکترونی که بسته به مورد در خلاء های پایین،متوسط و بالا می تواند انجام شود.

1. کاربرددر ناحیه خلاء پائین ( Low Vacuum )

    کاربرد خلاء پائین در صنایع بسیار گسترده می باشد که مختصرا˝به مهمترین موارد اشاره می شود .

1.صنایع غذایی ( جهت تغلیظ–تقطیر–خشک کردن میوه ها و سبزیجات–بسته بندی مواد غذایی و کنسرو سازی–هواگیری دستگاه های پرس سوسیس و کالباس ).

1. 2.   صنایع قند ( ایجاد خلاء در سیستمهای تغلیظ و واحد طباخی–اواپراسیون-فیلتراسیون)

3.صنایع دارویی ( جهت گاز زدایی و خشک کردن و حباب گیری مواد–سیستم واکیوم مرکزی آزمایشگاه های دارو سازی.

4.صنایع دامداری ( سیستم واکیوم مرکزی شیر دوشی–تخلیه املاح و احشام داخلی شکم مرغ–سیستم مرکزی پر های کشتار شده ).

1. 5.   بیمارستانها ( جهت سیستم ساکشن مرکزی اتاقهای عمل–دستگاه های اتوکلاو ).

6.صنایع پلاستیک و لاستیک ( جهت ساخت ظروف و قطعات پلاستیکی به روش واکیوم فرمینگ–ایجاد خلاء در الکترود- تخلیه هوای داخل قالب های لاستیک جداسازی قطعه از قالب–ساخت قطعات لاستیکی تحت خلاء ) .

7.صنایع شیمیایی ( جهت تخلیه و جابجایی گاز ها و بخار ها–خشک کردن–  ایجاد خلاء در راکتورها–  حباب گیری از مواد–ایجاد خلاء برای کلیه فرآیند های شیمیایی تحت خلاء ).

8.صنایع نفت و پتروشیمی ( جهت ایجاد خلاء در فرآیند های مختلف و بخشهای مختلف که با توجه به گستردگی این صنایع می توان درباره آن یک کتاب نوشت ).

شكل 3-كابرد خلاء در صنايع نفت وپتروشيمي

1. 9.   صنایع آزبست ( جهت آبگیری از ملات آزبست )

10.صنایع نساجی ( خشک کردن و آب گیری پارچه–تخلیه بخار از دستگاه های دکاتور–تخلیه هوای دستگاه تثبیت تاب نخ ).

11.صنایع کاغذ ( جهت آبگیری از خمیر کاغذ–عملیات اشباع چوب در خلاء ).

شكل4-كاربرد پمپ خلاء در صنايع كاغذ

12.صنایع چاپ ( جهت سیستم فوت و مک ).

13.صنایع بلور و شیشه ( جهت ایجاد خلاء در قالبهای شیشه و بطری و فرم دهی آنها ).

14.صنایع لامپ سازی ( تخلیه حباب لامپها )

15.صنایع سیم و کابل ( جهت ایجاد خلاء در کوره آنیلینگ)

2- کاربرد در ناحیه خلاء متوسط (Medium Vacuum)

     درخلاء متوسط( فشار های پائین) تاmbar   خیلی از فرآیند های متالوژی مانند عملیات ذوب , ریخته گری , متالوژی پودر, عملیات حرارتی , ورشو سازی, انجماد خشک, فرآیند های شیمیایی مانند تقطیر و انجماد خشک نیز به چنین دامنه ای از خلاء نیاز دارد انجماد خشک بطور وسیعی در صنایع دارو سازی برای آماده سازی واکنش ها, آنتی بیوتیک ها و نگهداری پوست و پلاسمای خون استفاده میشود . در صنایع غذایی قهوه و همچنین بیشتر غذاها می توانند پس از انجماد خشک بدون یخچال نگهداری شوند و این روش همه جا متداول است .

3-کاربرد در ناحیه خلاء بالا وخیلی بالا( High Vacuum  & Ultra High Vacuum  )

     خلاء بالا (  فشار پایین)mbar    P< >mbar  برای سرما سازی و عایق سازی الکتریکی مناسب می باشد . این خلاء برای ساخت لامپ ها , لوله تصویر تلویزیون , لوله اشعهX, لایه نشانی دکوری, نوری و الکتریکی , نشت یابی جرمی ،آنیلینگ فلزات و تولید لوله های تخلیه گاز مورد استفاده قرار می گیرد .

4--کاربرد در ناحیه خلاء بالا وخیلی بالا( High Vacuum  & Ultra High Vacuum  )

      خلاء بالاوخیلی بالا(  فشاربسیار پایین)mbar    P<  برای ذوب با اشعه الکترونی وهمچنین لایه نشانی یک فلز تبخیر شده در خلاء بر روی یک جسم پایه استفاده می شود . جسم پایه معمولا˝پلاستیک برای لایه نشانی دکوری , شیشه برای لایه نشانی نوری و یا سرامیک شیشه ای یا سیلیکا برای لایه نشانی الکتریکی است . ضخامت لایه ( روکش ) می تواند بین1/4طول موج نور تا0.025 mmیا بیشتر باشد در حوزه نور لایه ضد انعکاس (antireflection) بر روی عدسی دوربین ها , تلسکوپ ها, شیشه عینک و دیگر تجهیزات نوری می نشیند تا مقدار انعکاس نور متوسط عدسی را کاهش و بنابراین شفافیت بیشتری برای تصویر ایجاد کند .

برای مثا ل در جدول 3 برخی از کاربرد های خلاء ومحدوده خلاء مورد نیاز آنها که بعضا شامل چند ناحیه می باشد نشان داده شده است.

استفاده از خلاء در تحقیقات

      تقریبا˝هر آزمایشگاه تحقیقاتی در تجربیات خود و تجهیزاتی که در عملکردشان نیاز به خلاء دارند از پمپ خلاء استفاده می کنند . پائین ترین فشارها در آزمایشگاه ها قابل دستیابی هستند تجهیزات مورد استفاده تقریبا˝شبیه تجهیزات در صنایع می باشند منتها در اندازه های کوچکتر از آنچه در صنایع از آن استفاده می کنند . از تجهیزات تحقیقاتی که از فشار پایین تر از  torrاستفاده می کند میکروسکوپ الکترونی, اسیکترومتر های آنالیز جرمی، شتاب دهنده ها و تجهیزات عظیم شبیه سازی فضا را می توان نام برد . در شبیه سازی فضا ، سیستم های بزرگ خلاء شرایط فضا را در اطراف یک سفینه تا فشار10-6torrیا پائین تر شبیه سازی می کنند اطراف چنین سفینه هایی بطور کامل با درجه حرارت نیتروژن مایع نگهداری می شوند و دارای دریچه هایی می باشند که نور با شدت بالا را   ( جهت شبیه سازی اشعه تابش خورشید ) بداخل آن می تابد .

     در ناحیه فشار پایین تر از  torrکاربرد های تحقیقاتی شامل عایق های الکتریکی ، تجربیات تبدیل انرژی هسته ای ، لوله های ماکرویو ( امواج بلند ) , میکروسکوپ یونی ، میکروسکوپ پرتوی ، انباره های شتاب دهنده های ذره ای ، تجربیات شبیه سازی فضایی تخصصی و مطالعات تمیز کاری سطوح از وجود گازها می شوند .

     در خیلی از تجربیات آزمایشگاهی نه تنها رسیدن به فشار torrضروری است بلکه لازم است هیدروکربن های موجود در فضا را به حداقل مطلق رساند . حتی کوچکترین ذره از هیدروکربن ها می تواند نتایج را بی اثر سازد. برای رسیدن به چنین درجه ای از خلاء مخزن خلاء و داخل کلیه تجهیزات خلاء بایستی از گازها تخلیه و بالاترین حد ممکن گاز زدایی انجام شود . یک راه معمول برای این کار این است که کلیه تجهیزات خلاء طی ساعتها در حدود350 °Cو در ناحیه خلاءtorrنگاهداری شوند .

      تامین چنین فضایی نیاز به استفاده از آب بند های حلقه ای کاملا˝فلزی دارد . برای هیدروکربن زدایی  مخزن ابتدا با استفاده از پمپ های جذبی تاtorrخلاء می شود و از آنجا به بعد پمپهای یونی و پمپهای تصعید تیتانیوم خلاء را به حدودtorr می رسانند .

     به تحقیق می توان گفت در اکثر صنایع موجود در جهان از پدیده خلاء استفاده می شود و لذا کاربرد های خلاء در صنعت بسیار گسترده است .مثلا اگر عبارت Application of vacuum technologyدر اینترنت جستجو شود یکی از پاسخ های آن لیست صد جلد کتاب در این رابطه می باشد طبعا˝گستردگی علوم و فناوریهای مرتبط با خلاء به همان وسعت کاربرد های خلاء در صنعت می باشد .