在實驗室日常使用真空泵的一些應用中,可能會抽吸到酸堿,、有機,、強氧化等腐蝕性氣體。如果使用普通的真空泵去抽吸上述這些氣體,,真空泵的零部件,,包括但不限于密封圈、管接頭,、氣路管道,、進出氣閥片等均會受到腐蝕,日積月累,,上述零部件會出現(xiàn)老化,、變形、開裂,,嚴重的直接腐蝕溶解,。此時真空泵會出現(xiàn)吸力不足、抽速變慢,、卡頓,、時而可以啟動時而啟動不了,甚至無法開機運行的現(xiàn)象,。這主要是因為普通真空泵無論是在零部件的選材以及設計上面,,只能滿足一般抽真空的需要,并非出于防腐蝕的考慮,。例如常見的會使用金屬材質如銅,、鑄鐵用于氣路和管接頭的制造,使用橡膠或尼龍制作進出氣閥片,。
為了滿足實驗室種一些需要抽吸腐蝕氣體的應用,,目前市場上出現(xiàn)了耐化學腐蝕的真空泵產品,例如圣斯特生物CH系列耐腐蝕無油隔膜真空泵。其和普通真空泵的最大區(qū)別在于采用了聚四氟乙烯材質來作為真空泵的主體材料,。聚四氟乙烯材料通常也被簡稱為PTFE,,俗稱“塑料王"。它是一種具有特殊化學結構和優(yōu)異性能的塑料材料,,對幾乎所有化學物質都具有抵抗性,,能與酸、堿,、溶劑等多種化學物質相兼容,,同時還有很好的耐氧化性,能夠長期抵抗氧化分解,。由于PTFE的耐腐蝕性能出色,,所以被廣泛應用于化工設備、管道,、閥門等應用中,。
除了在材料上運用了防腐蝕的聚四氟乙烯PTFE材質外,耐腐蝕無油隔膜真空泵還采用了隔膜結構,,當電機工作時,通過機械連桿來驅動泵內的隔膜進行上下的往復運動,,使泵頭內部的壓縮腔和吸氣腔交替變化,。當隔膜運動到吸氣腔時,隨著吸氣腔的容積擴大,,壓強變低,,致使吸氣閥門打開,吸入氣體,;當隔膜運動到壓縮腔時,,隨著壓縮腔容積的變小,壓強升高,,使壓縮閥門打開,,再將氣體壓縮排出。如此反復進行,,實現(xiàn)氣體的抽吸,。這種結構再搭配高精度的模具,使整套真空泵密封性表現(xiàn)良好,,抽吸腐蝕性氣體時不會讓他們從機體內部外泄出來,,更加安全。
除了主體材料和結構上滿足耐腐蝕需要外,,外殼和電源的防腐蝕處理是往往最容易被忽視的,。如果外殼沒有進行仿佛是處理,那么機體外殼就會出現(xiàn)開裂、生銹等問題,,也會影響到設備使用,,所以我們使用了防腐蝕噴漆來進行表面處理。而電源開關則特別設計了防腐蝕保護套,,可以避免使用者穿戴附著溶劑的手套去開關電源時,,溶劑進入機體內造成的損壞。
在了解完防腐蝕隔膜真空泵的構造和防腐蝕原理后,,我們在進一步觀察哪些應用需要使用到防腐蝕設計的真空泵:
●真空過濾,,尤其是緩沖液、色譜流動相試劑,、有機溶劑等各種化學腐蝕強的液體——
諸如緩沖液,、色譜流動相試劑、電解液,、氫氟酸,、磷酸、纖維檢測過濾等,,這些過濾應用中,,樣品都會產生揮發(fā)性的氣體吸入真空泵內,且腐蝕較強,,會對普通零部件造成損壞,。除了真空泵需要使用耐腐蝕機型外,在過濾氫氟酸,、磷酸等樣品時,,還應當注意過濾瓶的材質,因為一般常用玻璃材質也無法耐受,。如CH300PA是專門用于過濾上述樣品的過濾裝置,,除了真空泵和氣體接觸部分全部為PTFE聚四氟乙烯材質外,過濾瓶為特殊樹脂材料制成,,可以耐受上述樣品,。
●包括旋轉蒸發(fā)儀在內的減壓蒸餾應用——
此類應用中最典型的就是使用真空泵搭配旋轉蒸發(fā)儀,是一種用來蒸發(fā)并回收有機溶劑的裝置,。真空泵在其中的作用就是降低蒸餾裝置系統(tǒng)的壓力,,壓力降低真空度升高,可以使得沸點也相應降低,,減少蒸餾的時間,。由于需要加熱使溶劑蒸發(fā),所以過程中會產生大量的腐蝕氣體,。如果真空泵零部件為普通材料,,會很快腐蝕,,嚴重的情況會使電機生銹卡死。除了需要配耐腐蝕機型外,,還需要注意真空度符合實驗溶劑的蒸餾要求,。此外最好選用帶有緩沖瓶的型號,如CH411旋轉蒸發(fā)儀用隔膜真空泵,,在進氣口和出氣口都配有緩沖瓶,,可以用于收集沒有及時冷凝的溶劑。
●離心濃縮機——
離心機產生的離心力使溶液中的顆?;蛉苜|向離心管底部沉淀,,在離心管底部形成一個濃縮區(qū)域。同時通過真空泵吸出離心杯內的空氣,,達到一定的真空度,,使離心管底部的溶液快速蒸發(fā)。由于蒸發(fā)的樣品也帶有容積,,所以也需要使用防腐蝕的機型,。
●真空干燥箱——
如果干燥的樣品經烘箱加熱后,會產生揮發(fā)性的有機,、腐蝕性氣體,,那么就需要真空泵能夠耐受這些吸入的氣體。同時干燥箱根據實際需要會有多種不同容量大小規(guī)格可以提供,,且干燥的效果和真空度密切相關,,所以搭配真空干燥箱的真空泵,需要同時滿足耐腐蝕,、高真空,、抽速和箱容量匹配三點要求,。例如CH610無油隔膜真空泵真空度為7mbar,,抽速為33L/Min,該抽速適配容量35L以下的干燥箱,。
●抽吸臭氧等強氧化的氣體——
雖然不具有酸堿腐蝕性,,但是強氧化性會使得大量使用金屬部件的真空泵生銹、故障,。如前文所述,,PTFE材質具有很好的耐氧化性,能夠長期抵抗氧化分解,。
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