Vše, co potřebujete vědět o vakuovém oleji: složení oleje, tlak par, viskozita
Vakuový olej je jednou z nejdůležitějších součástí vakuového systému. Stejně jako vakuové pumpy lze považovat za její oběhový systém. Výběr a vlastnosti oleje jsou rozhodující pro správnou funkci. Vakuový olej slouží různým účelům v různých typech čerpadel a plní různé funkce ve stejném čerpadle. Kromě mazání pomáhá zajistit těsnění a také slouží jako médium pro pohon čerpaného plynu prostřednictvím kinetického působení.
Pojem „olej“ je trochu nesprávné pojmenování, protože moderní technologie čerpacího oleje šla daleko za hranice použití originálních destilovaných ropných produktů. Nyní jsou k dispozici dvakrát a třikrát destilované oleje, stejně jako hydrogenačně rafinované oleje, oleje s nízkým obsahem pryskyřic, syntetické oleje na silikonové bázi a proplachovací oleje používané pro čištění čerpadel. Kvůli široké škále dostupných formulací jsou nyní často označovány jako čerpací „tekutiny“ spíše než čerpací „oleje“.
Aplikace vakuových olejů
Různé receptury čerpacích olejů jsou speciálně navrženy pro různá čerpadla a různé vakuové aplikace. Například motorový olej SAE 30 není řádně rafinován pro použití ve vakuovém čerpadle, má nedostatečnou chemickou odolnost a obsahuje přísady, jako jsou inhibitory koroze, které se mohou vyluhovat ze základní kapaliny a usazovat se na vnitřních površích jako lepkavý zbytek. Přísady do oleje pro vakuové čerpadlo jsou omezeny na odolnost proti korozi, antioxidaci a pěnění. Přestože je olej do vakuové pumpy mnohem dražší, nelze jej nahradit motorovým olejem. Pro výběr správného oleje pro čerpadlo je užitečné znát tlak par, viskozitu a destilační metody.
Aplikace vakuového oleje pro rotační lamelová čerpadla
Olej ve vakuové pumpě slouží k několika účelům. Kromě mazání mechanických součástí, jako jsou rotační lamelová čerpadla, poskytuje olej také následující:
- Deskové těsnění nebo dvojité těsnění mezi vysokotlakou a nízkotlakou stranou čerpadla.
- Chlazení čerpadla vedením tepla ze statoru do vnějšího pláště, kde může být odváděno.
- Ochrana kovových částí před korozí způsobenou čerpaným plynem.
Aplikace vakuového oleje v difuzních vývěvách
Difuzní vývěvy využívají olej k zachycení a odstranění molekul plynu z vakuové komory prostřednictvím kinetického pohybu. Kvůli těmto mnoha funkcím musí být vlastnosti oleje vybraného výrobcem pečlivě posouzeny. Nesprávný výběr oleje negativně ovlivní výkon čerpadla a může dokonce vést k jeho poruše.
Složení vakuových olejů
Různé receptury čerpacího oleje jsou speciálně navrženy pro různé aplikace, proto je třeba věnovat zvláštní pozornost výběru oleje. Typický motorový olej například není dostatečně rafinovaný pro použití ve vakuovém čerpadle, má nedostatečnou chemickou odolnost a obsahuje přísady, které mohou poškodit proces. Kromě toho je třeba vzít v úvahu viskozitu. Oleje s nízkou viskozitou se používají pro nižší provozní teploty a pro malá čerpadla, zatímco oleje se střední viskozitou se používají pro čerpadla se střední a velkou kapacitou. Tepelná odolnost je také kritická, protože mnoho čerpadel pracuje při vysokých teplotách a olej musí být pro tyto teploty dimenzován. Mnohé z olejů používaných ve vakuových pumpách nejsou vůbec tradiční oleje, ale jsou vyrobeny ze silikonu nebo jiných neuhlovodíkových kapalin.
Syntetický olej (perfluorpolyether)
PFPE je syntetická, vysoce inertní, neuhlovodíková kapalina běžně používaná v agresivních čerpadlech. Kapaliny PFPE jsou určeny pro aplikace s vysokým obsahem kyslíku nebo tam, kde procesní plyn obsahuje agresivní chemikálie, jako je hydrazin, oxid dusičitý, peroxid vodíku, chlór, kyselina dusičná nebo fluorovodík. Když se běžný minerální olej používá v chemicky agresivním prostředí, rozkládá se a zanechává zbytky podobné pryskyřici, které blokují vnitřní průchody a způsobují přehřívání a poruchu čerpadla kvůli nedostatku mazání. PFPE jsou obecně považovány za netoxické za normálních provozních podmínek a nehořlavé.
Co je tlak par a jak ovlivňuje vakuový olej?
Tlak páry (tlak odpařování) je nejlépe chápán jako tendence oleje čerpadla (a všech ostatních kapalin) k odpařování a lze si jej představit jako tlak, při kterém se molekuly oleje pokoušejí opustit olej jako páru. Vyšší tlak par znamená vyšší tendenci k odpařování a nižší tlak par znamená nižší tendenci k odpařování. U všech vývěv je tlak par oleje důležitý, protože olej je vystaven působení plynu, který je odčerpáván z komory. Pokud je tlak par oleje příliš vysoký, odpaří se pod vakuem a páry mohou kontaminovat vakuovou komoru (tzv. zpětné proudění). Z tohoto důvodu je tlak par jedním z faktorů, který určuje maximální tlak, kterého může čerpadlo dosáhnout.
Viskozita vakuového oleje
Viskozita vakuového oleje je měřítkem jeho odporu vůči toku a lze si ji představit jako tloušťku nebo lepivost kapaliny. Viskozita se vyjadřuje v jednotkách centipoise (cP) a čím vyšší je viskozita, tím je kapalina „lepkavější“. Viskozita oleje je určena především velikostí jeho molekul. Větší molekuly mají za následek vyšší viskozitu, zatímco menší molekuly mají za následek nižší viskozitu. Například velikost a struktura molekul minerálního oleje se liší, takže průměrná velikost molekul určuje viskozitu, zatímco syntetický olej obsahuje molekuly stejné velikosti s identickou strukturou.
Viskozita musí být dostatečně vysoká (olej musí být dostatečně „lepkavý“), aby zaplnil prostory ve vývěvě i při provozu za zvýšených teplot. Z těchto důvodů je viskozita považována za jednu z hlavních vlastností oleje. Oleje s nízkou viskozitou se používají pro nižší provozní teploty a na menších čerpadlech, zatímco oleje se střední viskozitou se používají pro čerpadla se střední a velkou kapacitou. Typická viskozita oleje čerpadla se pohybuje od přibližně 25 do 100 centipoise při pokojové teplotě. Viskozita oleje výrazně klesá při vyšších teplotách (to znamená, že se stává řidším a méně lepivým) a při 75 °C klesá o 90-93 %.
Čerpadla pro vakuově-kyslíkové oduhličení
Čerpadla kyseliny dusičné