Una bomba de buit és un dispositiu que s'utilitza per eliminar molècules de gas d'un recipient segellat per crear o mantenir un ambient de buit.
Potència i secció d'accionament: com a nucli de conversió d'energia, la secció d'accionament proporciona la potència perquè el cos de la bomba funcioni. Les configuracions habituals inclouen motors elèctrics (AC/DC) o accionaments de turbina (com ara l'etapa de turbina giratòria d'alta velocitat-en una bomba molecular que separa les molècules de gas). La unitat d'accionament s'ha d'adaptar amb precisió al cos de la bomba. Per exemple, els motors de corrent continu de baixa -tensió (p. ex., 24 V) són adequats per a dispositius portàtils, mentre que les bombes industrials grans poden estar equipades amb motors asíncrons-trifàsics. L'eficiència de la unitat afecta directament la velocitat de bombeig i el consum d'energia. La indústria té requisits extremadament alts per a l'estabilitat de la secció d'accionament; el motor ha de complir l'estàndard de funcionament continu-a llarg termini (p. ex., una vida útil de més de 20.000 hores) i el soroll de vibració per sota dels 65 dB.
Cambra de la bomba i estructura de compressió de gas: la cambra de la bomba és l'espai principal per a la compressió del gas i el seu disseny determina el buit i la velocitat de bombament finals de la bomba. Les bombes de buit mecàniques (com les bombes de pales rotatives) comprimeixen el gas variant la distància entre el rotor i l'estator; les bombes moleculars utilitzen una matriu de paletes rotatives d'alta-velocitat per aplicar impuls a les molècules de gas, aconseguint una descàrrega direccional. El material de la cambra de la bomba ha de ser resistent a la corrosió- (acer inoxidable, recobriment ceràmic) i tenir una baixa taxa de desgasificació (p. ex., aliatge d'alumini tractat especialment) per evitar l'alliberament de gasos que contaminin l'entorn del buit durant el bombeig. Els estàndards de la indústria solen requerir que la rugositat de la paret interna de la cambra de la bomba es controli per sota de Ra 0,4 μm per reduir l'adsorció de gas.
Sistema d'entrada/sortida i vàlvula de gas El disseny dels ports d'entrada i sortida afecta el camí del flux de gas. L'entrada ha d'estar equipada amb un filtre (per exemple, malla metàl·lica, filtre HEPA) per evitar l'entrada de partícules; la sortida es pot connectar a un silenciador o condensador (per a barreges d'oli-gasos en bombes segellades amb oli-). El sistema de vàlvules (p. ex., vàlvules de retenció, vàlvules de solenoide) controla la direcció del flux de gas per evitar el retrocés o les fuites. En aplicacions de precisió, com ara la fabricació de semiconductors, les vàlvules han de complir l'estàndard estricte d'una taxa de fuites de buit inferior a 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
Estructura de segellat i lubricació El rendiment del segellat determina el buit final i l'estabilitat{0}}a llarg termini de la bomba. Les bombes mecàniques utilitzen principalment segells d'oli o segells mecànics (com ara segells d'anell de carboni). Les bombes-segellades amb oli requereixen un sistema de lubricació de circulació, utilitzant la circulació d'oli per reduir la fricció i eliminar la calor. Les bombes seques (com les bombes d'arpes) es basen en un disseny precís d'espai lliure (0,1-0,5 mm) per aconseguir segells-sense oli. Els equips d'alt buit com les bombes moleculars utilitzen coixinets de levitació magnètica o coixinets de ceràmica per reduir el contacte mecànic i allargar la seva vida útil a més de 100.000 hores.
Sistema de refrigeració i dissipació de calor La calor generada durant el funcionament continu ha de ser controlada per un sistema de refrigeració. Les bombes de potència petites-poden utilitzar la refrigeració natural o la refrigeració per aire forçada per ventiladors; Les bombes industrials d'alta-potència (com les bombes de difusió) requereixen jaquetes refrigerades per aigua- o sistemes de circulació refrigerats- per líquid. L'eficiència de refrigeració afecta directament l'estabilitat de la bomba i la vida útil dels components; Els estàndards de la indústria requereixen que la temperatura de la superfície del cos de la bomba no superi els 85 graus després de 48 hores de funcionament continu.
Sistema de monitorització i control Les bombes de buit modernes integren sensors (com sensors de pressió i sensors de temperatura) i sistemes de control intel·ligents, que poden controlar paràmetres com el nivell de buit, la velocitat del motor i la temperatura de l'oli en temps real i aconseguir el control remot mitjançant mòduls PLC o IoT. A les aplicacions de nivell-de recerca, el sistema ha de donar suport a les funcions de registre de dades i de diagnòstic d'errors, com ara predir el desgast dels coixinets mitjançant l'anàlisi de vibracions.
Components auxiliars Aquests inclouen separadors de boira d'oli (filtre de gotes d'oli dels gasos d'escapament), dipòsits d'amortiment (estabilitzant el flux d'aire) i dispositius anti-reflux (tancant l'entrada d'aire quan s'apaga). Tot i que no són components bàsics, són crucials per millorar l'experiència de l'usuari (p. ex., reduir el soroll i la freqüència de manteniment). Per exemple, un disseny de baixa-vibració i baix-soroll permet que la bomba funcioni durant períodes prolongats en entorns de laboratori sense interferir amb els instruments de precisió.
