La bomba utilizada para crear un vacío dentro de un contenedor cerrado se llama bomba de vacío. El vacío absoluto no puede ser creado, por lo que el grado de vacío entra en escena cuando discutimos un bomba de vacío. Cualquier bomba de vacío tiene tres características principales.
Presión de escape
Grado de vacío
Velocidad de bombeo.
La presión de escape de una bomba de vacío
Cualquier bomba de vacío tiene una salida y una entrada. La sustancia gaseosa o el aire del recipiente que se va a aspirar entra en la bomba a través de la entrada y sale de la bomba a la atmósfera a través de la salida de la bomba. El proceso está controlado por un mecanismo de válvula. La presión de escape es la presión medida en la salida de la bomba. Esta presión puede ser igual o inferior a la presión atmosférica. Las diferentes bombas de vacío están clasificadas para diferentes presiones de escape. Normalmente, las bombas para crear alto vacío tienen una presión de escape baja. Para crear un vacío muy alto, se requiere una presión de escape muy baja de la bomba, como por ejemplo 10 – 4 o 10 -7 Torr. Para crear un muy alto vacío se utiliza una bomba de respaldo junto con la bomba de vacío principal. Aquí, la presión de vacío o la presión de escape de la bomba de vacío es mantenida primero por la bomba de respaldo y luego se hace funcionar la bomba de vacío principal. La presión de vacío creada por una bomba de respaldo se llama vacío forzado o presión de ennegrecimiento.
Grado de vacío de una bomba de vacío
La presión mínima que puede ser creada por una bomba de vacío se llama grado de vacío de esa bomba. Teóricamente, no es imposible hacer un vacío absoluto en cualquier recipiente, pero prácticamente no es posible crear un vacío por debajo de 10-13 Torr. Esto se debe a que, al aumentar la diferencia entre la presión de la atmósfera exterior y la del interior del recipiente, la eficacia del motor y de otras partes móviles de la bomba disminuye proporcionalmente.
La velocidad de bombeo de una bomba de vacío
Se define como la velocidad a la que una bomba puede aspirar el volumen del aire o de la sustancia gaseosa a la presión instantánea dentro del recipiente. La velocidad de bombeo se mide en la succión de aire o volumen gaseoso por segundo.
Tipos de bomba de vacío
Hay muchos tipos de bomba de vacío disponible en
- Bomba de vacío de aceite rotativa
- Bomba de vacío molecular
- Bomba de vacío de difusión
Tanto la bomba de vacío de aceite como la de mercurio pueden ser de dos tipos, de tipo pistón y de tipo rotativo.
Bomba de aceite rotativa
Wolfgang Max Paul Gaede un físico alemán inventó la bomba de aceite rotativa. Esta bomba es de dos tipos
- Bomba de aceite de paletas rotativas
- Bomba de aceite de paletas estacionaria
El principio de estos dos tipos de bomba de aceite es similar. Hay un eje cilíndrico pesado que forma el rotor que gira excéntricamente en un cilindro hueco. Este cilindro hueco se conoce como el estator de la bomba. Durante la rotación del rotor, el aire o el gas que entra en el estator se comprime y se empuja hacia la salida. Hay una válvula de no retorno instalada en la salida que bloquea el retorno del aire o el gas agotado. Todo el sistema está sumergido en aceite. Como este sistema está sumergido en aceite, la bomba no requiere lubricación externa periódica, la fuga del gas o del aire de la cámara interna de la bomba es bastante imposible y el propio aceite sirve como refrigerante de la bomba.
Bomba de aceite de paletas rotativas
La figura animada de arriba muestra una Bomba de vacío de aceite de paletas rotativas. Aquí, las paletas están girando junto con el rotor.
Bomba de aceite de paletas estacionaria
La figura animada de arriba muestra una Bomba de vacío de aceite de paletas estacionaria. Aquí, la veleta no está rotando, sino que se mueve hacia arriba y hacia abajo según las posiciones del rotor de rotación excéntrica.
Bomba de vacío de difusión
Esta bomba funciona según el principio de la interdifusión del medio gaseoso. Se sacude el aire o el medio gaseoso de un recipiente por interdifusión de otros gases o vapores. El concepto fue desarrollado por primera vez por Gaede en el año 1815 y más tarde fue desarrollado por Langmuir. En el proceso de difusión, las sustancias gaseosas fluyen desde la zona de mayor concentración a la de menor concentración. Esto significa que los gases fluyen de una zona de alta presión a una zona de baja presión. Aquí, se permite que el vapor de petróleo o de mercurio se libere a través de una boquilla para reducir su presión. La zona de baja presión está conectada al recipiente donde se creará el vacío con una tubería de entrada. Las moléculas gaseosas del recipiente se difunden y se alejan con el flujo de vapor de mercurio o de petróleo. Luego el vapor se condensa por un sistema de enfriamiento forzado por agua y el aire o las sustancias gaseosas se eliminan de la bomba a través de la salida.
Bomba de vacío molecular
La capa de una sustancia gaseosa en contacto con una superficie sólida en movimiento se mueve en la dirección del movimiento de la superficie debido a la propiedad viscosa del gas. Sobre la base de este principio de viscosidad, se ha desarrollado la bomba molecular. Aquí, el aire o el gas entra por el tubo de entrada a la muy delgada ranura del estator donde el aire o el gas entra en contacto con el rotor de la bomba. A medida que el rotor gira, la superficie del rotor se mueve muy rápidamente y debido a la viscosidad, la capa de aire o gas en contacto con la superficie del rotor se mueve y llega a la salida y se retira de la bomba.