在实验室中使用真空泵

实验室真空泵是适应性强的工具,可以为许多不同的工程师和研究科学家提供帮助。实验室通常使用实验室真空泵来执行以下操作:

  • 提供抽吸力,以驱动悬浮或液体样品的过滤或抽吸
  • 通过降低蒸气压来控制或诱导溶剂蒸发,例如在浓缩器,凝胶干燥器,旋转蒸发器和烤箱中
  • 通过评估可能污染或只是使样品模糊的空气分子来提高仪器的检测灵敏度,例如在质谱仪中
  • 从大气层或测试室收集气体样品
  • 提供一个小于周围标准大气压的负压环境,以防止可能的危险样品材料逸出。

该列表中的前两个应用代表了生命科学和化学实验室使用的实验室真空泵的**大多数用途。

支持仪器灵敏度的真空泵通常与它们所支持的仪器集成在一起,例如扫描电子显微镜,质谱仪,手套箱,冻干机和气相色谱仪。直到真空泵出现故障,许多**终用户才意识到它的存在。

扫描电子显微镜,质谱仪和气相色谱仪均包含高真空泵和粗真空泵,这两种泵都需要定期维修。不幸的是,这些泵通常很好地隐藏在工具的内部,这阻止了想要维修泵的**终用户。对于高真空泵(通常为涡轮泵),需要以各种间隔进行包括轴承更换在内的服务,以延长设备的使用寿命并避免转子组件遭受灾难性故障。在真空度较差的一侧,油封叶片泵需要更换流体以将污染物和旧流体冲出系统,并且需要进行预防性维护,例如在一定水平上更换叶片和密封件。运行油封叶片泵时,如果不更换流体或使流体液位降至建议的液位以下,可能会对叶片泵造成灾难性的损坏。较新的系统可能装有干式粗加工泵,例如干式涡旋泵。干式涡旋泵还需要进行预防性维护,例如叶顶密封和轴承更换,以延长装置的使用寿命并防止对涡旋盘造成重大损坏。

手套箱和冻干机通常具有粗糙的真空泵,例如油封叶片,干涡盘或干隔膜。根据系统中运行的过程,污染物,副产物和水会积聚在真空泵中,如果不解决,可能会造成潜在的损害。维持粗泵的制造商建议间隔,例如更换油封叶片泵的流体,以及对干式隔膜泵和干式涡旋泵进行空气冲洗,有助于延长设备的使用寿命。

除了实验室工具外,许多实验室,特别是旧实验室中的实验室,还配备了“室内真空”或中央真空系统。这些系统通常很方便,尤其是在教学实验室中,尤其是在主要应用是抽吸和过滤的实验室中。

放置在中央真空系统上的竞争用途经常导致连接和断开真空设备的用户之间的冲突,因为他们需要间歇性的短暂真空支持,而用户只需要稳定的真空支持。真空系统中的这种不稳定性对于现代和多学科的实验室大楼尤其成问题。他们可以达到的真空度相当适中,因为一栋新建筑可能达到75托左右。这意味着它们提供的真空度不足以用于许多在任何情况下都可能需要专用泵的蒸发化学应用。由于中央系统是在原始建筑物的建造过程中安装的,因此很难适应实验室建筑物不断变化的需求,除非为了满足未来的各种潜在需求而对它们进行过度建造。

房屋真空系统会将生物气溶胶和化学蒸气从某些应用中吸走,并吸入墙后的真空管中。在那里,在许多不同的实验室中,各种真空应用之间可能发生交叉污染,或者在建筑物的生命周期中,事物可能只是凝结在管道内部,然后以相对未知的化学品混合物的形式在那里沉积。**后,由于房屋真空系统使事物“消失”在墙壁上,因此与在实验室工作台上使用泵时相比,许多用户在避免将微粒或流体吸入系统中时可能不太谨慎。

在许多实验室中,另一个常见的真空源是“真空抽吸器”或“喷水泵”。这些设备已连接到实验室的水槽水龙头,因为水快速流过该设备会在连接到真空设备的侧臂内部产生真空。从历史上讲,吸水器因其低廉的购置成本和相对较高的真空度(10至15托)而非常受欢迎。真空度确实会随水温和压力而变化,尽管即使在适度使用的情况下,每个抽气机一年仍可通过50,000加仑水。在科学大楼的许多实验室中成倍增加,由于水被许多夹带的实验室蒸气污染,浪费的水和成本可证明是重要的,即使在水不是稀缺资源的该**部分地区。正因为如此,一些州实际上已禁止其边界的实验室使用吸水器。

中央真空系统的容量和灵活性有限,以及吸水器的运行成本和环境影响,意味着越来越多的科学家选择单独的真空泵作为进入实验室的方式。选择合适的真空泵可以提高实验室的生产率和便利性,而选择错误的泵则可能会干扰您的科学目标,从而导致令人不快的实验室环境和重要的服务需求。