پمپ خلاء آزمایشگاهی چیست و چه کاربردی دارد؟

محیط خلاء آزمایشگاهی در واقع محیطی است که در آن فشار گاز نسبت به فشار اتمسفر یا فشار محیط آزمایشگاه به مراتب کم تر می باشد. در حقیقت کلمه ی خلاء در اصطلاح به معنای فضایی کاملاً خالی و تهی از هر نوع ذره ای در هوا می باشد. محیط خلاء آزمایشگاهی یکی از ضروری ترین امکاناتی است که می بایست در اکثرآزمایشگاهها فراهم شود کاربرد تکنیک خلاء با ساخت لامپهای روشنایی، رادیویی و اشعه ایکس آغاز شد و سپس دامنه وسیعی از سرویسهای تکنولوژی را در بر گرفت. تکنیک خلاء از زمان بوجود آمدن پمپهای خلاء پیشرفته دارای اهمیت خاصی شد.

کاربردهای تکنیک خلاء در علوم مختلف همچون فیزیک پلاسما، فیزیک انژی بالا، شتابدهنده‏ها، مولدهای گرما-هسته‏ای (گداخت)، فیزیک اتمی ومولکولی،مطالعات تخلیه در گازها، لیزر میباشد. همچنین برای محیطهای آزمایشی مشابه آنچه که در فضای دور از زمین است جهت مطالعات ماهواره‏ای، عملیات روکش سازی در الکترونیک ، مدارهای یکپارچه، تهیه مقاومت وخازنهای لایه‏ای تمیز کردن سطوح مواد، ساخت انواع آینه و فیلترهای اپتیکی کاربرد دارند.
محیطهای خلاء بطور کلی به طبق اطلاعات زیر به چهار دسته تقسیم میشوند:
خلاء بد Torr   760> p > 1 
خلاء متوسط Torr  10^-3<P<1 
خلاء بالا Torr    10^-6<P<10^-3

خلاء بسیار بالا Torr    P<10^-6

1 Torr = 1mmHg
برای اینکه درک بهتری نسبت به خلاء داشته باشید به اطلاعات زیر توجه بفرمایید:
در 16کیلومتری سطح زمین    77 Torr
در 160 کیلومتری سطح زمین    10-6 Torr
در 620 کیلومتری سطح زمین    10-10 Torr
در فضای بین سیارات    10-16 Torr

بسیاری از فرایند های آزمایشگاهی زمانی به سرانجام می رسند که در محیط خلاء آزمایشگاهی انجام بگیرند و فقط با پمپ خلاء مناسب چنین چیزی امکانپذیر است.
 
لازم به ذکر است محیط خلاء آزمایشگاهی دقیقا همانند معنی کلمه ی خلاء بدون هیچ نوع ذره ای اعم از انواع گاز ها و اتمسفر ها نیست، در حقیقت محیط خلاء آزمایشگاهی محیطی است که در آن میزان گاز و اتمسفر در حداقل ترین حالت ممکن قرار می گیرد.
انواع و اقسام سیستم ها و ابزارآلاتی که منجر به وجود محیط خلاء آزمایشگاهی می شوند.

پمپ های خلاء
پمپ خلاء را می توان به عنوان اصلی ترین دستگاهی نام برد که منجر به ایجاد محیط خلاء آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرد. از این رو پمپ های خلاء را به صورتی طراحی و تولید می کنند که از قابلیت اتصال پذیری برخوردار باشد و بتواند به انواع ظروف و سیستم ها برای ایجاد خلاء متصل شود.
پمپ خلاء خود دارای مدل های گوناگونی است که هر کدام به نحوی متفاوت و با هدفی مجزا در آزمایشگاه ها بهره برداری می شوند، از جمله برخی از کاربرد های پمپ خلاء در انواع فرایند های آزمایشگاهی عبارتند از:
 
محیط خلاء آزمایشگاهی
•    به عنوان صافی در بسیاری از نمونه های مایع و یا معلق استفاده می شود.
•    برخی از آزمایش ها به جهت دم زنی نیاز به مکش دارند که با استفاده از پمپ های خلاء فراهم می شوند.
•    برای کنترل تبخیر به صورت کاهشی و افزایشی در بسیاری از فرایند های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرند.
•    از آن جا که برخی از ملکول های موجود در هوا منجر به اختلال در نتیجه ی بعضی از آزمایش ها می شوند، وجود پمپ های خلاء بسیار موثر است. زیرا پمپ های خلاء می توانند محیط اطراف آزمایش مربوطه را خالی از ملکول های موجود در هوا کنند از این رو استفاده از آن ها در آزمایشاتی که از میزان حساسیت های بالایی برخوردار هستند ضروری می باشد.
•    برخی از فرایند های آزمایشی نیازمند محیط هایی با فشار منفی هستند که پمپ های خلاء قادر به فراهم کردن چنین محیط هایی می باشند.
•    و موارد بسیار زیاد دیگری که هر کدام از اهمیت بسزایی برخوردار هستند.
اصول عملکرد پمپهای خلاء را به دو دسته تقسیم میکنند:
•    پمپهای انتقال گاز که مولکولهای گاز را از مسیری غیرقابل بازگشت به خارج محفظه انتقال میدهند، که این عمل با تراکم و انبساط گاز یا انتقال اندازه حرکت به مولکولهای گاز صورت میگیرد. نظیر پمپهای دوار، پیستونی دوار،بوستر مکانیکی،بازوئی، انتشاری و توربو مولکولی
•    پمپ های گیر اندازی که گاز را مستقیما به خارج از محفظه هدایت نمیکنند، بلکه آنها را برای مدت زیادی بوسیله جذب، کشش، چگالش، سرد کردن، پاروکشی گازی بوسیله یونیزاسیون در خود پمپ نگه میدارند. مانند پمپهای Cryo, sputter ion, Sorption, sublimation
انتخاب پمپ به نوع طراحی سیستم بستگی دارد.

روش های خرید و قیمت انواع پمپ های خلاء
گفتنی است که هر آزمایشگاهی با هر نوع فعالیتی نیازمند انواع پمپ های خلاء هستند چرا که بدون وجود این دستگاه ها انجام بسیاری از فرایند های مهم و پر کاربرد آزمایشگاهی امکان پذیر نیستند و فقط زمانی انجام می شوند که پمپ های خلاء وجود داشته باشند تا محیط خلاء آزمایشگاهی را ایجاد کنند.
حال سوال این جاست پمپ های خلاء را چگونه می توان خریداری کرد؟ برای خرید پمپ های خلاء اولین راهکاری که وجود دارد مراجعه به مراکز فروش تجهیزات آزمایشگاهی است که دارای انواع اقسام ظرف و ظروف، ابزار آلات، سیستم ها و دستگاه هایِ آزمایشگاهی هستند.
اما لازم است بگوییم علاوه بر این روش می توانید از روش دیگری که دارای مزیت های بسیار زیادی هم است بهره مند شوید. این روش، روشی نیست جزء خرید از طریق وب سایت های فروش اینترنتی پمپ های خلاء.
در این روش از خرید نه تنها کیفیت محصول مورد نظر در بهترین درجه ی ممکن است بلکه به علت نبود واسطه های سود جو مستلزم پرداخت مبالغ مقرون به صرفه و نازلی می باشد. در واقع با رجوع به وب سایت های فروش پمپ های خلاء، می توانید ضمن مشاهده ی قیمت انواع مدل ها و برند های آن با توجه به بودجه ای که دارید در کم ترین زمان ممکن کالای مورد نظر خود را انتخاب کرده و خریداری کنید.

محیط خلاء آزمایشگاهی از کاربرد های بسیار مهم و حائز اهمیتی برخوردارند چرا که برخی از فرایند های آزمایشگاهی بدون وجود محیط خلاء آزمایشگاهی صورت نمی گیرند و فقط در صورت وجود این محیط نتیجه می دهند.
از این رو برای فراهم کردن محیط خلاء آزمایشگاهی سیستم ها و ابزار آلات متعدد و بسیار متنوعی طراحی و تولید شده اند. به طوری که اگر وارد یک آزمایشگاه مجهز شوید می توانید با انواع زیادی از این سیستم ها و ابزار آلات آشنا شوید که مورد استفاده ی متداول در آزمایشگاه ها قرار می گیرند.
محیط خلاء آزمایشگاهی با استفاده از ابزار آلات و سیستم هایی نظیر مواردی که در قسمت بعدی نام برده ایم، فراهم می شوند و در انواع و اقسام آزمایشگاه ها مورد استفاده ی متخصصین و دانشمندان قرار می گیرند:
 
•    گلاوباکس
•    آون خلاء
•    آرلن خلاء

هر یک از مورد هایی که در قسمت بالا آورده ایم به نوبه ی خود دارای کاربرد های بسیار زیاد و حائز اهمیتی هستند که در انواع آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند. اهمیت این ابراز آلات در فراهم کردن محیط خلاء آزمایشگاهی به قدری مهم و حائز اهمیت است که در صورت فقدان آن ها فرایند های آزمایشگاهی در آزمایشگاه مربوطه به هیچ وجه صورت نمی گیرد. به عبارتی دیگری بسیاری از فرایند هایی که در انواع آزمایشگاه ها انجام می گیرد در گرو وجود محیط خلاء آزمایشگاهی هستند.
حال در ادامه ی متن می خواهیم انواع ابزار آلات و سیستم هایی که منجر به وجود محیط خلاء آزمایشگاهی می شوند را معرفی کنیم و در مورد آن ها مطالبی را بیاوریم که دانستن آن ها خالی از لطف نیست.
گلاوباکس چگونه محیط خلاء آزمایشگاهی را فراهم میکند؟
گلاوباکس یکی از وسایلی هست که میتواند محیط خلاء مناسبی برای آزمایشات مختلف فراهم کند. در گلاوباکس معمولا بوسیله پمپ دیفیوژن خلاء ایجاد میشود و قدرت پمپ به ابعاد گلاوباکس و مقدار فشار مورد نیاز بستگی دارد. با توجه به اینکه وقتی محفظه گلاوباکس خلاء میشود دستکشها متورم میشوند؛ برای راحتی کار و انجام بهتر آزمایشات بعد از خلاء کردن گلاوباکس گاز خنثی تزریق میکنند.

آون خلاء چیست و در فراهم کردن محیط خلاء آزمایشگاهی چگونه عمل می کند؟
آون خلاء یکی از بهترین و رایج ترین ابزار آلاتی است که در راستای ایجاد محیط خلاء آزمایشگاهی برای انجام بسیاری از فرایند ها مورد استفاده قرار می گیرد. آون خلاء در واقع وسیله ای است که برای استخراج رطوبت و یا به عبارتی دیگر خشک کردن استفاده می شود.
استفاده از آون خلاء به طور عمده در آزمایشگاه هایی صورت می گیرد که در حال ساخت و تولید انواع دارو های درمانی و پزشکی هستند. آون های خلاء دارای پمپ مخصوصی در اجزای خود هستند تا محیط خلاء آزمایشگاهی را به وجود بیاورند.
از آن جا که محیط خلاء آزمایشگاهی محیطی با فشار بسیار بالاست جنس آون های خلاء نیز باید از متریال هایی باشند که قابلیت مقاومت در برابر فشار های ناشی از محیط خلاء آزمایشگاهی را داشته و قادر به تحمل آن ها باشند. علاوه بر این که جنس این دستگاه ها می بایست در برابر فشار مقاوم باشند، لازم است به گونه ای باشند که در برابر حرارت نیز بدون تغییر باقی بمانند. برای مقاوم سازی آون های خلاء در برابر فشار های ناشی از محیط خلاء آزمایشگاهی و حرارتی که برای خشک کردن از دستگاه ساتع می شود، از متریال هایی همچون چدن، آلومینیوم، استیل و ... استفاده می شود. این مواد در برابر حرارت و فشار های ساتع شده از محیط خلاء آزمایشگاهی بدون هیچ گونه تغییر شکلی باقی می مانند.
از نکته های حائز اهمیتی که در مورد خرید دستگاه های آون خلاء وجود دارد این است که قیمت اعلام شده از طرف کارخانه های تولید کننده ی آن ها تنها قیمت محفظه دستگاه بدون پمپ است؛ بنابراین برای خرید این وسیله ی آزمایشگاهی لازم است قیمت آن را به همراه پمپ خلاء بپرسید، چرا که در این صورت بهای مورد نیاز برای خرید آن کمی بیشتر خواهد بود.

آرلن خلاء چیست و چه کاربردی در محیط خلاء آزمایشگاهی دارد؟
 
آرلن خلاء از دیگر ابزار هایی است که برای ایجاد محیط خلاء آزمایشگاهی استفاده می شود. آرلن های خلاء در واقع ظروفی هستند که در دسته ی ظرف و ظروف شیشه ای مورد استفاده در آزمایشگاه ها قرار می گیرند. آرلن های خلاء نیز برای این که بتوانند محیط خلاء آزمایشگاهی را ایجاد کنند به پمپ های خلاء نیاز دارند. در حقیقت آرلن های خلاء به گونه ای طراحی شده اند که دارای قسمتی برای نصب پمپ های خلاء می باشند. با نصب پمپ خلاء به این ظروف آزمایشگاهی محیط خلاء در درون آرلن به وجود آمده و مورد استفاده قرار می گیرد.
آرلن های خلاء به گونه ای ساخته می شوند که در برابر فشار های قوی ساتع شده در محیط خلاء آزمایشگاهی کاملاً مقاوم سازی شده اند. یعنی شیشه های استفاده شده برای ساخت و تولید این ظروف آزمایشگاهی دارای متریالی هستند که بر اثر هیچ نوع فشار و حرارتی تغییر شکل نمی دهند و به حالت اولیه ی خود باقی می مانند.
لازم است بدانید بیشترین کاربردی که آرلن خلاء در انواع آزمایشگاه های شیمی دارد، برای فرایند هایی مانند فیلتراسیون و رسوب گیری همراه با قیف بوخنر است.
ظاهر این ظرف شیشه ای طوری است که دارای یک لوله ی زخیم و کوچک شیشه ای متصل در بدنه ی خود می باشد. پمپ خلاء برای ایجاد محیط خلاء آزمایشگاهی نیز به این بخش از آرلن خلاء متصل می شود و وظیفه ی خود را در ایجاد خلاء انجام می دهد.