Vad är vakuum och vad gör en vakuumpump?

Ordet vakuum definieras som allt tryck som understiger det vi kallar atmosfärstryck, det vill säga det tryck som råder runt om kring oss. Detta tryck varierar lite grann beroende på väder, men praxis är att man utgår ifrån siffran 1013 mbar eller 1,013 bar (1013 hPa). Således har vi 1 bar övertryck runt omkring oss hela tiden utan att vi reflekterar över det.

För att reda ut begreppet vakuum börjar vi med att reda ut vad tryck egentligen är. Runt omkring oss finns det hundratals miljoner partiklar och fria atomer i luften. Vi kan inte se, känna eller höra dem, men de finns runt omkring oss hela tiden. Luften som vi normalt sätt brukar kalla den, består just av alla miljontals partiklar av olika konstellationer och existerar gemensamt i gasform. All gas som finns i luften är en blandning av olika gaser som tar upp olika mängd av volymen runt omkring oss, det är summan av denna gasmixtur som utgör jordens atmosfär och det vi normalt sätt förenklat kallar för luften. Fördelningen av gaserna ser ut såhär:

Ämne

Andel av luftvolymen

Partialtryck

N2 (Kväve)

78,1 %

792 mbar

O2 (Syre)

20,9 %

212 mbar

Ar (Argon)

0,9 %

9,47 mbar

CO2 (Koldioxid)

0,03 %

0,31 mbar

Ne (Neon)

0,001 %

0,01 mbar

He (Helium)

0,00007 %

0,005 mbar

*det finns fler gaser i atmosfären, men andelen är < 0,001 % och har därför
sorterats bort för tabellens skull.

Vakuumpumpar används för att reducera trycket i en specifik volym och därigenom gasens densitet. Genom att reducera trycket i denna volym skapas ett diffrentialtryck (tryckskillnad) mellan volymens insida och utsida vid vilken atmosfärstryck finns; volymen har nu försatts i vakuum. För att reducera och avlägsna gaspartiklar ifrån ett system eller volym används generellt sätt 2 typer av huvudgrupper för vakuumpumpar:

  1. Vakuumpumpar som i ett eller flera kompressionssteg transporterar gaspartiklarna från systemet, igenom pumpkroppen och vidare ut igenom utblåsflänsen till atmosfärstryck. Partikelförflyttningen möjliggörs genom att man via mekanisk kraft skapar ett flöde genom att förändra trycken mellan insugfläns och utblåsfläns och på detta sätt kan flytta gasen. Dessa är de vanligaste pumptyperna och kallas för gas-transport pumpar (gas transfer vacuum pumps).
  2. Vakuumpumpar där gaspartiklar avlägsnas genom att lockas till att fästas på specifika ytor exempelvis kondensering. Dessa är något mer ovanliga och används oftast för specifika ändamål. Pumptyperna kallas för infångningspumpar (entrapment vacuum pumps).

Det finns också en undergrupp av pumpar i den första kategori av pumpar, vilken kallas för kinetiska pumpar. De skiljer sig något i hur de fungerar men förflyttar likväl gas genom pumpkroppen. Exempel på pumptyper av detta slag är molekylära turbopumpar eller diffusionspumpar men de gör detta genom rörelseenergi som påverkar partiklarna till skillnad från grupp 1 och 2.

Syftet med att vilja uppnå vakuum kan vara väldigt många och vilken pump som lämpar sig bäst är olika beroende på ändamålet.

Vanligaste förekommande pumptyper inom gas-transport​

De vanligaste förekommande vakuumpumparna ur ett generellt perspektiv är:

Pumptyper

Oljesmorda pumpar

Lamellpumpar

Kolvpumpar

Modellberoende

Skruvpumpar

Rootspumpar

Torra vakuumpumpar

Membranpumpar

Vattenringpumpar

Klopump

Scrollpump

Torrlamellpump

Multiroots

Övriga pumpar som hamnar under kinetiska pumpar som är vanligt förekommande är:

  1. Turbomolekylära pumpar (även kallad turbopump)
  2. Diffusionspump
  3. Ejektorpump
  4. Axialfläkt/pump

Vanligaste förekommande pumptyper inom infångingsteknik

De vanligaste vakuumpumparna för infångningsteknik (entrapment) är dessa:

  1. Adsorptionspump
  2. Getter pump
  3. Sublimationspump
  4. Getter jon pump
  5. Kryopump
  6. Kondensor

Samtliga utav ovanstående pumpar i kategorin är torra i bemärkelsen att de inte behöver något smörjmedel för
att sänka trycket för själva pumpprincipen.

Stäng meny