El sistema de vacío de un reactor de vacío es un componente crítico que permite llevar a cabo una amplia gama de procesos químicos e industriales en condiciones de presión específicas. Como proveedor líder de reactores de vacío, entendemos la importancia de un sistema de vacío bien diseñado y sus diversos componentes. En este blog exploraremos de qué está compuesto el sistema de vacío de un reactor de vacío.
1. Bombas de vacío
El corazón de cualquier sistema de vacío es la bomba de vacío. Las bombas de vacío se utilizan para eliminar las moléculas de gas de la cámara del reactor, creando un ambiente de baja presión. Existen varios tipos de bombas de vacío que se utilizan comúnmente en reactores de vacío, cada una con sus propias ventajas y limitaciones.
Bombas de paletas rotativas
Las bombas de paletas rotativas son uno de los tipos de bombas de vacío más utilizadas en reactores de vacío. Funcionan utilizando paletas giratorias dentro de una cámara cilíndrica para atrapar y comprimir el gas y luego expulsarlo fuera de la bomba. Estas bombas tienen un diseño relativamente simple, son confiables y pueden alcanzar niveles de vacío moderados, típicamente en el rango de 10 - 3 a 10 - 1 mbar. Son adecuados para aplicaciones donde se requiere un vacío moderado, como la evaporación de disolventes y algunas reacciones químicas.
Bombas de difusión
Las bombas de difusión se utilizan para alcanzar altos niveles de vacío. Funcionan según el principio de difusión de gas, donde chorros de vapor de alta velocidad creados al calentar un fluido de trabajo (normalmente aceite) arrastran moléculas de gas y las transportan hacia la salida de la bomba. Las bombas de difusión pueden alcanzar niveles de vacío tan bajos como 10 - 6 a 10 - 9 mbar. Sin embargo, requieren una bomba de respaldo, como una bomba de paletas rotativas, para preevacuar el sistema a una cierta presión antes de que puedan comenzar a funcionar de manera efectiva. Estas bombas se utilizan a menudo en procesos como la deposición de películas finas y la destilación al alto vacío.
Bombas de desplazamiento
Las bombas Scroll son una incorporación más reciente a la familia de bombas de vacío. Consisten en dos volutas entrelazadas, una fija y otra en órbita. A medida que la espiral en órbita se mueve, atrapa y comprime las bolsas de gas, reduciendo gradualmente la presión en la cámara. Las bombas scroll no contienen aceite, lo que las hace adecuadas para aplicaciones donde la contaminación por aceite es un problema, como en las industrias farmacéutica y alimentaria. Pueden alcanzar niveles de vacío en el rango de 10 - 2 a 10 - 3 mbar.
2. Válvulas de vacío
Las válvulas de vacío desempeñan un papel crucial en el control del flujo de gas en el sistema de vacío. Se utilizan para aislar diferentes partes del sistema, regular la presión y evitar el retorno de gas.
Válvulas de compuerta
Las válvulas de compuerta se utilizan comúnmente para proporcionar una ruta de flujo total y de gran diámetro para el gas. Consisten en una compuerta plana que se puede subir o bajar para abrir o cerrar la válvula. Las válvulas de compuerta se utilizan a menudo para aislar la bomba de vacío de la cámara del reactor cuando se requiere mantenimiento o para cerrar rápidamente el flujo de gas en caso de una emergencia.
Válvulas de bola
Las válvulas de bola utilizan un disco esférico (la bola) con un orificio en el medio para controlar el flujo de gas. Cuando el orificio está alineado con el cuerpo de la válvula, la válvula está abierta; cuando la bola gira 90 grados, la válvula se cierra. Las válvulas de bola son conocidas por su operación de acción rápida y sellado hermético, lo que las hace adecuadas para aplicaciones donde se necesita un cierre rápido.
Válvulas de aguja
Las válvulas de aguja se utilizan para un control preciso del flujo de gas. Tienen una aguja larga y cónica que se puede ajustar para variar el tamaño del orificio por el que fluye el gas. Las válvulas de aguja se utilizan a menudo en aplicaciones donde se requiere un ajuste fino de la presión, como en la calibración de vacuómetros.
3. Vacuómetros
Los vacuómetros son esenciales para medir la presión dentro del reactor de vacío. Proporcionan información en tiempo real sobre el nivel de vacío, lo que permite a los operadores monitorear y controlar el proceso.
Medidores Piraní
Los manómetros Pirani funcionan según el principio de que la conductividad térmica de un gas está relacionada con su presión. Consisten en un alambre calentado colocado en la cámara de vacío. A medida que cambia la presión del gas, también cambia la tasa de transferencia de calor del cable al gas circundante, lo que a su vez afecta la resistencia del cable. Midiendo la resistencia se puede determinar la presión. Los manómetros Pirani son adecuados para medir presiones en el rango de 10 - 3 a 10 mbar.
Medidores de cátodo frío
Los medidores de cátodo frío utilizan una descarga de alto voltaje entre dos electrodos para ionizar las moléculas de gas en la cámara de vacío. La corriente iónica producida es proporcional a la presión del gas. Los manómetros de cátodo frío pueden medir presiones en el rango de 10 - 2 a 10 - 9 mbar y se utilizan a menudo en aplicaciones de alto vacío.
Manómetros de capacitancia
Los manómetros de capacitancia miden la presión detectando la desviación de un diafragma debido a la diferencia de presión a través de él. El diafragma forma una placa de un condensador y el cambio de capacitancia es proporcional a la presión. Los manómetros de capacitancia son muy precisos y pueden medir presiones en el rango de 10 - 3 a 10 3 mbar.
4. Trampas y filtros
Se utilizan trampas y filtros para proteger la bomba de vacío y el reactor de los contaminantes.
Trampas frías
Las trampas frías se utilizan para condensar y recolectar sustancias volátiles, como vapor de agua y solventes, antes de que lleguen a la bomba de vacío. Funcionan enfriando una superficie a una temperatura muy baja, normalmente utilizando nitrógeno líquido o un sistema de refrigeración. A medida que el gas pasa a través de la trampa fría, las sustancias volátiles se condensan en la superficie fría y se eliminan de la corriente de gas.
Filtros de partículas
Los filtros de partículas se utilizan para eliminar partículas sólidas de la corriente de gas. Pueden estar fabricados de diversos materiales, como metal sinterizado o cerámica porosa. Los filtros de partículas son esenciales en aplicaciones donde se generan partículas sólidas durante el proceso, como en el procesamiento de polvos o algunas reacciones químicas.
5. Tuberías y accesorios
Las tuberías y accesorios del sistema de vacío se utilizan para conectar los distintos componentes. Deben seleccionarse cuidadosamente para garantizar un sistema eficiente y hermético.
Tubos de acero inoxidable
Los tubos de acero inoxidable se utilizan comúnmente en sistemas de vacío debido a su resistencia a la corrosión y alta resistencia. Se pueden soldar o conectar mediante bridas y juntas. Los tubos de acero inoxidable están disponibles en varios diámetros y espesores de pared para adaptarse a diferentes aplicaciones.
Bridas y Juntas
Las bridas se utilizan para conectar tuberías y componentes entre sí. Proporcionan una gran superficie de sellado y se pueden desmontar fácilmente para su mantenimiento. Se colocan juntas, hechas de materiales como caucho o metal, entre las bridas para garantizar un sellado hermético. La elección del material de la junta depende de la presión de funcionamiento, la temperatura y el tipo de gas del sistema.
Conclusión
El sistema de vacío de un reactor de vacío es un conjunto complejo de componentes, cada uno de los cuales desempeña un papel vital para lograr y mantener el nivel de vacío deseado. Como proveedor de reactores de vacío, ofrecemos una amplia gama de reactores de vacío con sistemas de vacío bien diseñados para satisfacer las diversas necesidades de nuestros clientes. Ya sea que esté buscando un reactor en espiral para reacciones de flujo continuo, un reactor de dimetiléter para procesos químicos específicos o un generador de acetileno para la producción de gas, tenemos la experiencia y los productos para brindarle la mejor solución.
Si está interesado en aprender más sobre nuestros reactores de vacío o tiene requisitos específicos para su proyecto, le recomendamos que se comunique con nosotros para una discusión detallada. Nuestro equipo de expertos está listo para ayudarlo a seleccionar el sistema de vacío y el reactor adecuados para su aplicación.
Referencias
- "Manual de tecnología de vacío" por A. Roth
- "Manual de física del vacío" editado por DO Haydon
- "Bombas de vacío y sistemas de vacío: principios, diseño y funcionamiento" por F. Pfeiffer