Vakuumteknologi, alle processer og fysiske målinger udført under betingelser med under-normalt atmosfærisk tryk. En proces eller fysisk måling udføres generelt i et vakuum af en af følgende årsager: (1) for at fjerne de bestanddele i atmosfæren, der kan forårsage en fysisk eller kemisk reaktion under processen (f.eks. Vakuumsmeltning af reaktive metaller såsom titan); (2) for at forstyrre en ligevægtsbetingelse, der eksisterer ved normale rumbetingelser, såsom fjernelse af okkluderet eller opløst gas eller flygtig væske fra hovedparten af materiale (f.eks. Afgasning af olier, frysetørring) eller desorption af gas fra overflader (fx oprensning af mikrobølgerør og lineære acceleratorer under fremstillingen); (3) at forlænge afstanden, som en partikel skal bevæge sig inden den kolliderer med en anden, og derved hjælpe partiklerne i en proces med at bevæge sig uden kollision mellem kilde og mål (eksempler på anvendelser er i vakuumbelægning, partikelacceleratorer, tv-billedrør); (4) for at reducere antallet af molekylære påvirkninger pr. Sekund og således reducere chancerne for kontaminering af overflader, der er tilberedt i vakuum (nyttigt i rene overfladestudier).
For enhver vakuumproces kan der defineres en begrænsende parameter for det maksimalt tilladte tryk. Det kan være antallet af molekyler pr. Enhedsvolumen (grund 1 og 2), den gennemsnitlige frie bane (årsag 3) eller den tid, der kræves for at danne et monolag (grund 4).
Ved stuetemperatur og normalt atmosfærisk tryk indeholder 1 kubikfod (0,03 kubikmeter) luft ca. 7 × 10 23 molekyler, der bevæger sig i tilfældige retninger og med en hastighed på omkring 1.000 miles i timen (1.600 kilometer i timen). Momentumudvekslingen, der overføres til væggene, er lig med en styrke på 14,7 pund for hver kvadratmeter vægareal. Dette atmosfæriske tryk kan udtrykkes i et antal enheder, men indtil relativt for nylig blev det almindeligt udtrykt i form af vægten af en kviksølvsøjle med enhedens tværsnit og 760 mm høj. En standardatmosfære er således lig med 760 mm Hg, men for at undgå afvigelsen ved at sidestille tilsyneladende forskellige enheder er der blevet postuleret et udtryk, torr; en standardatmosfære = 760 torr (1 torr = 1 mm Hg). Dette udtryk blev erstattet i 1971 af en SI-enhed defineret som newton pr. Kvadratmeter (N / m 2) og kaldte pascal (en pascal = 7,5 × 10 -3 torr).
Den første store anvendelse af vakuumteknologi i industrien fandt sted omkring 1900 i fremstillingen af elektriske lyspærer. Andre enheder, der kræver et vakuum til deres drift, fulgte, såsom de forskellige typer elektronrør. Det blev endvidere opdaget, at visse processer, der blev udført i et vakuum, opnåede enten overlegne resultater eller ender, der faktisk ikke kunne opnås under normale atmosfæriske forhold. Sådanne udviklinger omfattede "blomstring" af linseflader for at øge lysoverførslen, forberedelsen af blodplasma til blodbanker og produktionen af reaktive metaller såsom titan. Fremkomsten af atomenergi i 1950'erne gav drivkraft for udviklingen af vakuumudstyr i stor skala. Stigende applikationer til vakuumprocesser blev konstant opdaget som i rumssimulering og mikroelektronik.
Der er udviklet forskellige slags enheder til produktion, vedligeholdelse og måling af et vakuum. Flere af de mere markante typer er beskrevet nedenfor.
Olieforseglet rotationspumpe
Kapaciteter> er tilgængelige fra 1 / 2 til 1000 kubikfod per minut, opererer fra atmosfærisk tryk ned til så lidt som 2 x 10 -2 torr i ettrins pumper og mindre end 5 × 10 -3 torr i to-trins pumper. Pumpene udvikler deres fulde hastighed fra atmosfære til ca. en torr, hvorefter hastigheden falder til nul ved deres ultimative tryk. En indretning af denne type, der er nyttig til pumpning af både væsker og gasser, er en to-bladet pumpe, i hvilken rotoren er excentrisk over for statoren, så den danner et halvmåneformet volumen, der fejes af bladene gennem udløbsventilen. En anden sort, en roterende stempelpumpe, ligner en enkelt-bladet pumpe, men det enkelte blad er en del af bøsningen, der passer rundt om rotoren. Bladet er hult og fungerer som en indgangsventil og lukker pumpen fra systemet, når rotoren er i øverste centrum.
Det ultimative opnåelige tryk er begrænset af lækage mellem høj- og lavtryksiderne af pumpen (hovedsagelig på grund af overførsel af gasser og dampe, der er opløst i tætningsolien, der blinker ud, når de udsættes for det lave indløbstryk) og nedbrydning af den udsatte olie til hot spots genereret af friktion.
Typiske anvendelser af denne pumpe er i fødevareemballage, højhastighedscentrifuger og ultraviolette spektrometre. Det bruges også vidt som en forpumpe eller en råpumpe eller begge dele til de fleste af de andre beskrevne pumper.
