г. Москва телефон отдела продаж: 8(499) 499-14-10 г. Казань телефон отдела продаж: 8(843) 207-41-43 е-mail. sales@kovachvacuum.com
ПРИМЕНЕНИЕ ВАКУУМА В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ:
В наши дни вакуумная техника применяется во многих технологических процессах машиностроения. Вакуум применяется для нанесения покрытий на различные инструменты и детали машин для повышения их прочности и износостойкости, изделий захвата и транспортирования деталей в автоматах и автоматических линиях, элементов охлаждения (аппаратуры и деталей машин, продуктов и т.д.), а так же для оценки схватывания материалов и сухого трения и т.д.
Разнообразие номенклатуры металлизируемой продукции обусловили появление широкого класса специальных вакуумных установок, предназначенных для металлизации рулонных и полосовых материалов, нанесение защитных, износостойких, декоративных покрытий на металлические и неметаллические материалы, изготовление различных плёночных элементов электронной техники.
Метод вакуумного напыления используют при металлизации поверхности пластмассовых и стеклянных изделий, тонировании стекол автомобилей. Этим методом наносят металлы (алюминий, золото, медь, титан и др.), сплавы, химические соединения (силициды, оксиды, бориды, карбиды и др.), стекла сложного состава.
Процесс получения плёнок и покрытий методом испарения и конденсации в вакууме состоит из двух этапов: испарения вещества в вакууме и последующей конденсации паров на подложке. Этот метод в последние годы интенсивно вытесняет традиционные методы получения покрытий различного функционального назначения (гальваническое осаждение, плакирование, плазменное напыление, катодное распыление). Успех технологии обусловлен ее универсальностью, высокой производительностью процесса нанесения покрытий, малой энергоёмкостью и рядом других преимуществ. Одно из основных преимуществ метода испарения и конденсации в вакууме – его экологическая чистота.
Станки и приспособления, использующие вакуумный прижим, применяются практически во всех отраслях промышленности. Так, широко используется вакуумный прижим деталей при их обработке на фрезерных станках. На многих машиностроительных предприятиях используются автоматизированные обрабатывающие центры с вакуумными столами. Развитие роботизации стимулирует применение вакуума для захвата и транспортирования деталей в автоматах и автоматических линиях.
Вакуум используется в пневматических подъёмных устройствах, выгодно отличая от аналогов с электроприводом: они серийно пригодны к эксплуатации во взрывоопасных зонах (т.к. воздух искробезопасен) и обеспечивают высокоточное управление. Сжатый воздух как энергоноситель для привода позволяет обеспечивать особо надежное дозирование энергии.
Вакуумный фильтрование способ фильтрации жидкостей использует разницу между атмосферным давлением снаружи приемника фильтрата и вакуумом внутри него. Примечательно, что они используются не только в лабораториях: например, дисковые вакуумные фильтры, предназначенные для разделения суспензий, нашли широкое применение в угольной, горнорудной промышленности, в цветной и черной металлургии.
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Вакуумной техники, на сегодняшний день, получила широкое распространение во многих отраслях металлургической промышленности.
Пониженное давление позволяет заметно улучшить физико-механические характеристики металлов. Как известно, в процессе производства стали в расплавленный металл попадают кислород и азот из атмосферы. Газы способствуют образованию всевозможных оксидов, что в последствие приводит к дефектам металла. Кроме того, газы реагируя с металлом, приводя к образованию неметаллических включений, значительно ухудшающих качество слитков. Вакуумирование – один из наиболее эффективных способов дегазации стали. Этот процесс проходит в вакуумных печах. Широко употребляются также способы внепечной дегазации - вакуумирование стали в ковше, порционное, циркуляционное вакуумирование и другие. Осуществление дегазации, раскисления, обезуглероживания и других техпроцессов вне печи позволяет расширить возможности сталеплавильных агрегатов, в частности, кислородных конверторов и мартеновских печей по сортаменту выплавляемого металла.
Когда требуется исключить возможность окисления и других загрязнений поверхности, в вакууме проводят отжиг и термообработку. Вакуумная переплавка, точное литьё по выплавляемым моделям позволяют получать высококачественные отливки, как по составу материала, так и по качеству самого литья. В порошковой металлургии вакуумная технология находит применение для завершающей стадии компактирования - спекания твердых сплавов, постоянных магнитов и др.
Вакуумные процессы электроннолучевой и термодиффузионной сварки позволяют получать неразъемные соединения приборов, соединений элементов приборов, деталей (узлов) машин, используемых в точном машиностроении, микроэлектронике, при создании атомных реакторов и пр. Дистилляция металлов и сплавов в вакууме − один из технологических процессов вакуумной плавки, предназначенный для получения чистого металла для ракетной техники, атомной энергетики, автомобильной, электронной и других отраслей промышленности.
Пленки металлов и других веществ, напыляемые в вакууме, находят применение в самых разных отраслях промышленности - от производства детских игрушек до технологии оптических приборов и электронных компонентов.
КОСМОНАВТИКА И КОСМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Космическое пространство или космос обладает очень низкой плотностью частиц. Это среда, где используются средства космонавтики и ракетно-космическая техника. В лабораторных и промышленных условиях создание среды, состоящей из газовой смеси, давление которой значительно ниже атмосферного (Вакуум) необходимо для имитации условий, в которых предстоит работать людям и оборудованию.
В первую очередь вакуум используется для проверки средств космонавтики на герметичность, ведь без герметичных космических аппаратов и скафандров пребывание в космосе для человека невозможно.
Так же имитация космического пространства позволяет проводить испытания спутников и пилотируемых космических кораблей и оценить работоспособность их систем энергообеспечения, терморегуляции, управления и др., спрогнозировать их поведение в средах с предельно низким давлением. Приборы, отдельные узлы и аппараты: антенны, системы навигации, элементы конструкций ракет-носителей, двигатели, так же нуждаются в проверке на поведение в космосе.
Ну и в конечном счете, имитация космического пространства — это создание условий для тренировки людей, участвующих в космическом полете. Защита от воздействия вакуума на человеческий организм обеспечивается с помощью специальных скафандров, в которых создано необходимое общее давление газа. Это делается во избежание декомпрессионных расстройств при переходе космонавта из кабины в скафандр. Внутри скафандра поддерживается такое же давление газа, как на космическом корабле, в то время как наружная среда хорошо моделируется вакуумными установками.
Ну а успех испытаний, в первую очередь, зависит от качества вакуумного оборудования. Компания «Kovach Vacuum» разрабатывает многофункциональные системы по имитации космического пространства, в которой воспроизводятся все условия пребывания техники во многих километрах над земной поверхностью.
АТОМНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Развитие атомной промышленности тесно связано с использованием новейших вакуумных технологий.
Вакуумная техника применяется, в частности, для обработки материалов, разделения изотопов и откачки вакуумного оборудования. Вакуумная плавка металлов и сплавов позволяет значительно уменьшить содержание газов и нежелательных включений, значительно улучшить физико-механические свойства металлов, используемых в атомной промышленности. Установки для разделения изотопов в качестве обязательного элемента имеют вакуумную камеру. Для выгрузки топлива из ядерного реактора используются вакуумные системы.
В связи с агрессивным воздействием радиации на живые организмы и окружающую среду первостепенное значение имеет герметизация оборудования, контроль герметичности захоронения и утилизации ядерных отходов. Технические условия на изделия атомной промышленности обязывают производителей обеспечивать сплошной контроль герметичности изделий на всех стадиях производства. Для герметизации оборудования служат вакуумные насосы различных модификаций.
Контролировать герметичность емкостного оборудования, тепловыделяющих элементов позволяет применение откачных постов и масс-спектрометрических гелиевых течеискателей. Эти надежные приборы позволяют обнаруживать локальные течи и суммарные потоки натекания.
Компания «Kovach Vacuum» проектирует, изготавливает и поставляет специализированные (в том числе нестандартные, на основе технического задания заказчика) вакуумные установки для предприятий атомной промышленности и отраслевых исследовательских центров: вакуумное, тепло-вакуумное, вакуумно-компрессионное испытательное оборудование, системы контроля герметичности, системы масс-спектрометрического газоанализа, установки для тонкопленочных технологий. Все поставляемое оборудование, работающее под давлением, имеет разрешение на применение в атомной промышленности.
АВИАЦИОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Вакуумные технологии интенсивно используются в авиационной промышленности, начиная с материалов и заканчивая использованием в различных узлах летательных аппаратов.
Постоянный устойчивый спрос в авиастроении существует на композитные материалы. Вес деталей составляет не больше 20% аналогичных деталей из алюминия, при превосходящей прочности, гибкости и устойчивости к давлению. Композитные материалы применяются для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, хвостов, крыльев, фюзеляжей, лонжеронов, нервюр, панелей, пропеллеров и т. д.) и двигателей (лопатки вентиляторов и компрессоры).
Наиболее распространенные технологии получения композитных материалов - вакуумное формование, вакуумная инфузия (вакуумная пропитка), в ряде случаев в сочетании с использованием автоклава.
Изначально предназначенный для герметизации металлических отливок, способ вакуумной пропитки оказался чрезвычайно удачным для герметизации электронных компонентов. Вакуумная пропитка - способ герметизации изделия изнутри при помощи вакуума, создаваемого в специальной камере, и смолы малой вязкости, которая под действием вакуума глубоко проникает в поры, трещины и неплотности узла.
Что касается чисто металлических компонентов, в авиационной промышленности широко применяют литье в вакуумированные формы. Антикоррозионные испытания показали, что детали, отлитые с применением вакуума и кадмированные с подслоем цинка, более стойки.
Действие ряда узлов современных летательных аппаратов основано на использовании вакуума. Так, на самолетах в системах обслуживания гироприборов применяются вакуум-насосы. Они же используются в различных установках, где производится проверка авиационной техники в высотных условиях. В авиации употребляются вакуумные предохранительные клапаны, навигационные приборы.
Наконец, вакуум используется для испытаний новой авиатехники. При низких давлениях работает вакуумная аэродинамическая труба. Рабочий газ поступает из баллона или атмосферы через регулятор давления, подогреватель и сопло в окруженную вакуумной камерой рабочую часть, где размещаются модель летательного аппарата с поддерживающими ее устройствами и измерительная аппаратура.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Вакуумные установки и оборудование завоевали себе давние и прочные позиции в химической промышленности.
В области нефтехимии широко используется вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Этот продукт может служить сырьем для получения битумов.
Сырьем каталитического крекинга и гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции, получаемая при вакуумной перегонке мазута и и используемая как сырье для дальнейшей переработки). Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т.н. бензин гидрокрекинга (компонент автомобильного бензина).
В химической промышленности молекулярная дистилляция при низких температурах, (ставшая возможной благодаря понижению давления в перегонном кубе) позволила получать вещества, которые разлагаются, если перегонять их при атмосферном давлении. Вакуумсоздающие системы обеспечивают вакуум в производствах получения циклогексанола-циклогексанона, получения алкилбензола, выделения бензол-толуол-ксилольной фракции и др.
В фармацевтической и пищевой промышленности вакуумное оборудование широко применяется для производства антибиотиков. Вакуумные кристаллизационные и дистилляционные установки используются для производства сахара, синтетических гормонов, витаминов, лечебных сывороток и получения многих других ценнейших продуктов.
Наконец, вакуум служит достижению экологичности и безопасности химических производств. В частности, более благоприятные условия создаются при осуществлении химических процессов под вакуумом, препятствующим выделению газов из оборудования. Для предупреждения попадания газов в воздух практикуется отбор проб в вакуумированные сосуды, и т.д.
Потребности индустрии вызвали к жизни целые классы вакуумного оборудования. Так, при производстве целлюлозы, бумаги, смазочных масел используются вакуум-фильтры. В производстве красителей и удобрений применяются кристаллизационные вакуумные аппараты. Применение вакуумных сушильных аппаратов позволяет резко увеличить выпуск синтетических волокон, полиамидов, аминопластов, полиэтилена, органических растворителей.
В свою очередь, для создания вакуума в вакуумных фильтрах используются водокольцевые насосы. Для экструдеров, использующихся в производстве пластмасс и полимеров, применяются жидкостнокольцевые насосы. Откачка газов и паров в самых разных отраслях производится с помощью мембранных и водокольцевых вакуумных насосов. Для вакуумной перегонки жидкостей в заводских или лабораторных условиях используются вакуум-дистилляционные аппараты.
Широкую номенклатуру современного вакуумного оборудования и комплектующих от лучших мировых производителей поставляет и устанавливает компания «Kovach Vacuum». Все товарные позиции представлены в Каталоге.
ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Техническое применение вакуума непрерывно расширяется, но с конца прошлого века и до сих пор наиболее важным его применением остается электронная техника. В электровакуумных приборах вакуум является конструктивным элементом и обязательным условием их функционирования в течение всего срока службы. Низкий и средний вакуум используется в осветительных при борах и газоразрядных устройствах, Высокий вакуум в приемно-усилительных и генераторных лампах, Наиболее высокие требования к вакууму предъявляются при производстве электронно-лучевых трубок и сверхвысокочастотных приборов, Для работы полупроводникового прибора вакуум не требуется, но в процессе его изготовления широко используется вакуумная технология. Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения тонких пленок, ионного травления, электронолитографии обеспечивают получение элементов электронных схем субмикронных размеров.
Техническое применение вакуума непрерывно расширяется, но с конца прошлого века и до сих пор наиболее важным его применением остается электронная техника. В электровакуумных приборах вакуум является неотъемлемым элементом и обязательным условием их функционирования в течение всего срока службы. Низкий и средний вакуум используется в осветительных приборах и газоразрядных устройствах, высокий вакуум – в приемно-усилительных и генераторных лампах. Наиболее высокие требования к вакууму предъявляются при производстве электронно-лучевых трубок и сверхвысокочастотных приборов. Для работы полупроводникового прибора вакуум не требуется, но в процессе его изготовления широко используется вакуумная технология. Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения тонких пленок, ионного травления, электролитографии обеспечивают получение элементов электронных схем субмикронных размеров.
Для герметизации электронных компонентов широко используется технология вакуумной пропитки. Вакуумная пропитка - герметизация изделия изнутри при помощи вакуума, создаваемого в специальной камере, и смолы малой вязкости, которая под действием вакуума глубоко проникает в поры, трещины и неплотности узла.
В обработке поверхностей изделий получил заслуженное признание метод вакуумного напыления - нанесение пленок или слоев на поверхность в условиях вакуума. Вакуумное напыление используют в планарной технологии полупроводниковых микросхем, для производства тонкопленочных гибридных схем, изделий пьезотехники, акустоэлектроники (нанесение проводящих, диэлектрических, защитных слоев, масок и др..
Производство изделий силовой электроники все чаще обращается к вакуумной пайке, производимой в вакуумных печах. Сегодня этот способ остается единственным, гарантирующим удаление пузырей из жидкого припоя и последующее образование каверн в паяных соединениях.
Вакуум используется как для производства пластмассовых корпусов изделий (вакуумные прессы), так и для напыления металла на пластик с целью создания функциональных светоотражающих поверхностей или получения декоративного покрытия «под хром». В отрасли используется широкая номенклатура вакуумных насосов.
ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Вакуум широко применяется в целлюлозно-бумажной промышленности, как в основных технологических процессах, так и для обеспечения вспомогательных операций.
На прессовой и сеточной части бумагоделательных машин бумажное полотно обезвоживается с помощью откачивающего вала. Вода откачивается посредством вакуума и отводится через трубопроводы. В современных бумагоделательных машинах для передачи бумаги с сеточной части в прессовую применяются вакуум-пересасывающие устройства. Вакуумная камера, соединенная с непрерывно действующим вакуумным насосом, находится внутри корпуса т.н. гауч-вала, который завершает формование и обезвоживание полотна бумаги на сетке.
Практически на каждой стадии получения бумаги используются газодувки - нагнетательное оборудование для аэрации растворов воздухом, транспортировки отбеливающих газов. Конструктивно газодувки представляют собой одноступенчатые вакуум-насосы.
На деревообрабатывающих заводах повсеместно применяются установки пневматического транспорта. Они используются для подачи технологической щепы, идущей на изготовление древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит. В целлюлозно-бумажной промышленности пневмотранспорт широко используется для перемещения сыпучих материалов потоком воздуха, всасываемого вентилятором высокого давления или вакуум-насосом. Наиболее гигиеничными являются системы, работающие на вакууме.
Благодаря своей конструктивной простоте и безотказности в работе для получения вакуума на бумагоделательных машинах используются водокольцевые насосы. Еще одно преимущество этих агрегатов – способность изотермически сжимать газожидкостные смеси без загрязнения их маслом.
При утилизации отходов целлюлозно-бумажного производства также используется вакуумное оборудование. В целлюлозно-бумажной промышленности применяют многокорпусные вакуум-выпарные установки, составленные из 4-7 выпарных аппаратов. Установки предназначены для упаривания (концентрирования) черного щёлока –отработанного раствора, образующегося после завершения варки целлюлозы и представляющего собой сложную смесь органических и неорганических веществ. Вакуум позволяет экономить энергоресурсы. Эффективность работы установок основана на многократном использовании тепла, отдаваемого свежим паром на испарение воды.
Компания «Kovach Vacuum» предлагает широкий спектр вакуумного оборудования компании Edwards. Это, в частности, промышленные вакуумные насосы, а также эжекторы. Эжекторы могут быть скомпонованы в многоступенчатые системы с промежуточными конденсаторами. Многоступенчатые конструкции позволяют снизить давление на входе по сравнению с одноступенчатым эжектором. Промежуточные конденсаторы позволяют использовать транспортный паровой поток более экономно. В них происходит конденсация рабочего потока от предыдущих ступеней, отделенных конденсатором, при этом последующая ступень работает только с оставшимися насыщенными неконденсируемыми газами.