वैक्यूम इंजीनियरिंग

वैक्यूम इंजीनियरिंग तकनीकी प्रक्रियाओं और उपकरणों से संबंधित है ये निर्वात का उपयोग करके बेहतर परिणाम प्राप्त करते हैं, उनकी तुलना में जो वायुमंडलीय दबाव में कार्य करते हैं। निर्वात प्रौद्योगिकी के सबसे व्यापक अनुप्रयोग हैं:

• पायरोलाइटिक क्रोमियम कार्बाइड कोटिंग
• एंटीरिफ्लेक्टिंग ग्लास
• कांच का रंग
• निर्वात संसेचन
• निर्वात कोटिंग
• निर्वात सुखाने

निर्वात कोटर धातु, कांच, प्लास्टिक या सिरेमिक सतहों पर विभिन्न प्रकार के कोटिंग्स लगाने में सक्षम हैं, जो उच्च गुणवत्ता और समान मोटाई और रंग प्रदान करते हैं। निर्वात ड्रायर का उपयोग नाज़ुक सामग्री के लिए किया जा सकता है और कम सुखाने वाले तापमान के कारण, महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा की बचत होती है।

डिजाइन और तंत्र

निर्वात सिस्टम में प्रायः गेज, वाष्प जेट और पंप, वाष्प जाल और वाल्व के साथ-साथ अन्य विस्तारित पाइपिंग सम्मिलित होते हैं। एक वेसल जो निर्वात प्रणाली के तहत काम कर रहा है, इनमें से कोई भी प्रकार हो सकता है जैसे प्रसंस्करण टैंक, भाप सिम्युलेटर, कण त्वरक, या किसी अन्य प्रकार का स्थान जिसमें वायुमंडलीय गैस के दबाव से कम प्रणाली को बनाए रखने के लिए एक संलग्न कक्ष है। चूंकि एक बंद कक्ष में एक निर्वात बनाया जाता है, इसलिए इस प्रकार के डिजाइन के लिए बाहरी वायुमंडलीय दबाव सामान्य सावधानी है। उखड़ना या गिरना के प्रभाव के साथ-साथ, निर्वात कक्ष के बाहरी आवरण का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन किया जाएगा और किसी भी तरह की गिरावट के संकेत को खोल की मोटाई बढ़ाकर ही ठीक किया जाएगा। निर्वात प्रारूप के लिए उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्री प्रायः हल्के स्टील, स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम होती है। ग्लास जैसे अन्य खंड गेज ग्लास, व्यू पोर्ट और कभी-कभी विद्युत इन्सुलेशन के लिए उपयोग किए जाते हैं। निर्वात कक्ष का आंतरिक भाग हमेशा चिकना होना चाहिए, जंग और दोषों से मुक्त होना चाहिए।

उच्च दबाव सॉल्वैंट्स प्रायः किसी भी अतिरिक्त तेल और दूषित पदार्थों को हटाने के लिए उपयोग किया जाता है जो निर्वात को नकारात्मक रूप से प्रभावित करेगा। क्योंकि एक निर्वात कक्ष एक संलग्न स्थान में है, सफाई के दौरान किसी भी खतरे को रोकने के लिए केवल बहुत विशिष्ट प्रतिरोधक का उपयोग किया जा सकता है। किसी भी निर्वात कक्ष में हमेशा एक निश्चित संख्या में प्रवेश करने वाले और देखने वाले पोर्ट होने चाहिए। ये प्रायः पंप, पाइपिंग या सिस्टम ऑपरेशन के लिए आवश्यक किसी अन्य हिस्से के लगाव के लिए एक निकला हुआ किनारा कनेक्शन के रूप में होते हैं। अत्यंत महत्वपूर्ण निर्वात कक्ष की सीलिंग क्षमता का प्रारूप है। सही निर्वात बनाए रखने के लिए कक्ष को स्वयं वायुरोधी होना चाहिए। यह प्रायः मास स्पेक्ट्रोमीटर रिसाव डिटेक्टर का उपयोग करके लीकिंग चेकिंग की प्रक्रिया के माध्यम से सुनिश्चित किया जाता है। सिस्टम में हवा के किसी भी संभावित रिसाव को रोकने के लिए सभी उद्घाटन और कनेक्शन भी ओ-रिंग और गास्केट के साथ इकट्ठे होते हैं।

प्रौद्योगिकी

निर्वात इंजीनियरिंग उन यांत्रिकियों और उपकरणों का उपयोग करती है जो उपयोग किए गए निर्वात के स्तर के आधार पर बहुत भिन्न होती हैं। वायुमंडलीय दबाव से थोड़ा कम दबाव का उपयोग वेंटिलेशन सिस्टम या सामग्री हैंडलिंग सिस्टम में एयरफ्लो को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है। अत्यधिक ताप के बिना खाद्य सामग्री के प्रसंस्करण में निर्वात वाष्पीकरण में कम दबाव वाले वैक्युम का उपयोग किया जा सकता है। निर्वात के उच्च ग्रेड का उपयोग डेगासिंग, निर्वात धातु विज्ञान और प्रकाश बल्ब और कैथोड रे ट्यूब के उत्पादन में किया जाता है। कुछ अर्धचालक प्रसंस्करण के लिए तथाकथित वैश्विक रूप वैक्युम की आवश्यकता होती है; भौतिकी में प्रयोगों के लिए सबसे कम दबाव वाले सबसे कठिन निर्वात का उत्पादन किया जाता है, जहां हवा के कुछ आवारा परमाणु भी प्रयोग में बाधा डाल सकते हैं।

प्रयुक्त उपकरण घटते दबाव के साथ बदलता रहता है। ब्लोअर के स्थान पर विभिन्न प्रकार के प्रत्यागामी और चक्रिल पंप आते हैं। कुछ महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, एक भाप निष्कासक एक बड़े प्रक्रिया पोत को कुछ प्रक्रियाओं के लिए पर्याप्त या अधिक पूर्ण उठाने प्रक्रियाओं के लिए प्रारंभिक के रूप में जल्दी से खाली कर सकता है। गरमागरम प्रकाश बल्ब के विकास में दमन पंप का आविष्कार एक महत्वपूर्ण कदम था क्योंकि इससे एक निर्वात बनाने की अनुमति मिली जो पहले उपलब्ध अविष्कारों से अधिक था, जिसने बल्बों के जीवन को बढ़ाया। उच्च निर्वात स्तर (कम दबाव) पर, प्रसार पंप, अवशोषण, क्रायोजेनिक पंप का उपयोग किया जाता है। पंप कंप्रेशर्स की तरह अधिक होते हैं क्योंकि वे निर्वात पोत में दुर्लभ गैसों को इकट्ठा करते हैं और उन्हें बहुत अधिक दबाव, छोटी मात्रा, निकास में धकेलते हैं। निर्वात प्रणाली में दो या दो से अधिक विभिन्न प्रकार के निर्वात पंपों की एक श्रृंखला का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें एक रूक्षण पंप सिस्टम से हवा के अधिकांश द्रव्यमान को हटा देता है, और अतिरिक्त चरण निचले दबावों पर अपेक्षाकृत कम मात्रा में हवा को संभालते हैं। कुछ अनुप्रयोगों में, पंपिंग के बाद एक बाड़े में शेष हवा के साथ गठबंधन करने के लिए एक रासायनिक तत्व का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक निर्वात - ट्यूब में, प्रारंभिक पंप डाउन और ट्यूबों को बंद करने के बाद बची हवा को निकालने के लिए इंडक्शन द्वारा एक धातु गेटर को गर्म किया गया था। गेटर अपने शेष जीवन के दौरान ट्यूब के भीतर विकसित होने वाली किसी भी गैस को धीरे-धीरे हटा देगा, पर्याप्त रूप से अच्छा निर्वात बनाए रखेगा।

अनुप्रयोग

निर्वात यांत्रिकी एक ऐसी विधि है जिसका उपयोग बंद आयतन से हवा को खाली करने के लिए बंद आयतन से कुछ वेंट तक दबाव अंतर बनाकर किया जाता है, अंतिम वेंट खुला वातावरण होता है। एक औद्योगिक निर्वात प्रणाली का उपयोग करते समय, एक निर्वात पंप या जनरेटर इस दबाव अंतर को बनाता है। 17वीं शताब्दी के मध्य अनुसंधान किए गए निर्वात के विचार के आधार पर कई प्रकार के यांत्रिकी आविष्कार किए गए। इनमें निर्वात जनरेशन पंप से लेकर एक्स-रे ट्यूब तक सम्मिलित हैं, जिन्हें बाद में एक्स-रे के स्रोतों के रूप में उपयोग के लिए चिकित्सा क्षेत्र में प्रस्तुत किया गया। एक्स-रे विकिरण। वैज्ञानिक अनुसंधान में निर्वात वातावरण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए आया है क्योंकि दबाव के मूल सिद्धांतों को देखते हुए नए अनुसंधान किये जा रहे हैं। "पूर्ण निर्वात" के विचार को महसूस नहीं किया जा सकता है, लेकिन 20 वीं शताब्दी की प्रारंभ की यांत्रिकी अनुसंधान द्वारा लगभग अनुमानित किया गया है। निर्वात इंजीनियरिंग आज एल्युमिनियम से लेकर ज़िरकोनियम तक और बीच में सब कुछ के बारे में विभिन्न सामग्रियों की एक श्रृंखला का उपयोग करती है। यह लोकप्रिय धारणा हो सकती है कि निर्वात यांत्रिकी केवल वाल्व, निकला हुआ किनारा और अन्य निर्वात घटकों से संबंधित है, लेकिन इन पारंपरिक निर्वात प्रौद्योगिकियों की सहायता से अक्सर नई वैज्ञानिक अनुसंधानेकी जाती हैं, विशेष रूप से उच्च प्रोद्यौगिकी के क्षेत्र में। निर्वात इंजीनियरिंग का उपयोग सेमीकंडक्टर सामग्रियों की सूची कंपाउंड सेमीकंडक्टर्स, बिजली उपकरणों, स्मृति तर्क, और फोटोवोल्टिक के लिए किया जाता है।

एक अन्य यांत्रिकी आविष्कार निर्वात पंप है। इस तरह के आविष्कार का उपयोग गैस के अणुओं को सीलबंद मात्रा से हटाने के लिए किया जाता है जिससे आंशिक निर्वात पीछे रह जाता है। प्रवाह बनाने के लिए एक ही अनुप्रयोग में एक से अधिक निर्वात पंप का उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया के रास्ते में किसी भी हवा के अणुओं को हटाने के लिए निर्वात का उपयोग करके एक स्पष्ट मार्ग की अनुमति देने के लिए प्रवाह का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में निर्वात का उपयोग एक आदर्श निर्वात बनाने के प्रयास में किया जाएगा। सकारात्मक विस्थापन पंप प्रकार के पंपों के उपयोग के कारण एक प्रकार का निर्वात जैसे आंशिक निर्वात हो सकता है। एक सकारात्मक विस्थापन पंप प्रवेश द्वार से निकास बंदरगाह तक गैस लोड को स्थानांतरित करने में सक्षम है, लेकिन इसकी डिजाइन की सीमा के कारण यह केवल अपेक्षाकृत कम निर्वात प्राप्त कर सकता है। उच्च निर्वात तक पहुँचने के लिए, अन्य यांत्रिकियों का उपयोग किया जाना चाहिए। पंप की एक श्रृंखला का उपयोग करके जैसे कि एक सकारात्मक विस्थापन प्रकार के पंप के साथ एक तेज पंप का पालन करना एकल पंप का उपयोग करने की तुलना में एक उत्तम निर्वात बनाएगा। उपयोग किए गए पंप के इन संयोजनों को प्रायः सिस्टम में निर्वात की आवश्यकता से निर्धारित किया जाता है।

निर्वात सिस्टम में उपयोग के लिए सामग्री का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन किया जाना चाहिए। कई सामग्रियों में सरंध्रता की डिग्री होती है, जो सामान्य दबावों पर महत्वहीन होती है, लेकिन अगर गलत तरीके से उपयोग किया जाता है तो यह निर्वात प्रणाली में हवा की थोड़ी मात्रा को लगातार प्रवेश करेगी। रबर और प्लास्टिक जैसी कुछ वस्तुएँ, जो अत्यधिक गैस छोड़ती हैं, सिस्टम को दूषित कर सकती हैं। उच्च और अति उच्च निर्वात स्तरों पर, यहां तक ​​कि धातुओं का भी सावधानीपूर्वक चयन किया जाना चाहिए - हवा के अणु और नमी धातुओं की सतह से चिपक सकते हैं, और धातु के भीतर फंसी कोई भी गैस निर्वात के तहत सतह पर रिस सकती है। कुछ निर्वात प्रणालियों में, कम-वाष्पशील ग्रीस की एक साधारण कोटिंग जोड़ों में अंतराल को सील करने के लिए पर्याप्त होती है, लेकिन अल्ट्राहाई निर्वात पर, फंसी हुई गैस को कम करने के लिए फिटिंग को सावधानीपूर्वक मशीनीकृत और पॉलिश किया जाना चाहिए। उच्च-निर्वात प्रणाली के घटकों को बेक करना सामान्य अभ्यास है; उच्च तापमान पर, सतह पर चिपकने वाली कोई भी गैस या नमी दूर हो जाती है। यद्यपि, यह आवश्यकता प्रभावित करती है कि किन सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है।

कण त्वरक सबसे बड़े अल्ट्राहाई निर्वात सिस्टम हैं और लंबाई में किलोमीटर तक हो सकते हैं।

इतिहास

शब्द "निर्वात" लैटिन शब्द "वैकुआ" से उत्पन्न हुआ है, जिसका अनुवाद "खाली" शब्द में किया गया है। भौतिक विज्ञानी आंशिक रूप से खाली जगह का वर्णन करने के लिए निर्वात का उपयोग करते हैं, जहां एक धारक से हवा या कुछ अन्य गैसों को निकाला जा रहा है। खाली स्थान से संबंधित निर्वात का विचार 5 वीं शताब्दी की आरंभ में यूनानी दार्शनिकों, अरस्तू (384-322 ई. सृजन करना। यह विचार 17वीं शताब्दी तक सदियों तक अटका रहा, जब निर्वात प्रौद्योगिकी और भौतिकी की अनुसंधान की गई। 17 वीं शताब्दी के मध्य में, इवेंजलिस्ता टोरिकेली ने एक ग्लास ट्यूब में पारा स्तंभ द्वारा उत्पन्न निर्वात के गुणों का अध्ययन किया; यह बैरोमीटर बन गया, जो वायुमंडलीय वायु दाब में भिन्नता का निरीक्षण करने वाला एक उपकरण है। ओटो वॉन गुएरिके ने 1654 में वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव का भव्य प्रदर्शन किया, जब घोड़ों की टीम दो 20-इंच व्यास वाले गोलार्द्धों को अलग नहीं कर सकी, जिन्हें एक साथ रखा गया था और खाली कर दिया गया था। 1698 में, थॉमस सेवरी ने एक भाप पंप का पेटेंट कराया, जो खानों से पानी को पंप करने के लिए निम्न-श्रेणी के निर्वात का उत्पादन करने के लिए भाप के संघनन पर निर्भर था। 1712 के न्यूकमेन वायुमंडलीय इंजन में उपकरण में सुधार किया गया था; अकुशल होते हुए, इसने कोयले की खदानों का दोहन करने की अनुमति दी जो अन्यथा भूजल से भर जाती। 1564-1642 के वर्षों के मध्य, प्रसिद्ध वैज्ञानिक गैलीलियो एक सिलेंडर में पिस्टन का उपयोग करके निर्वात विकसित करने के लिए मापा बलों को विकसित करने के लिए प्रयोग करने वाले पहले भौतिक विज्ञानी थे। यह वैज्ञानिक के लिए एक बड़ी शोध थी और इसे दूसरों के बीच साझा किया गया। फ्रांसीसी वैज्ञानिक और दार्शनिक ब्लेस पास्कल ने उस विचार का उपयोग किया जो निर्वात के आगे के अनुसंधान को देखने के लिए जिनका अनुसंधान किया गया था। पास्कल की अनुसंधान टोर्रीसेली के अनुसंधान के समान थी क्योंकि पास्कल ने पारे का उपयोग करके निर्वात को खींचने के लिए इसी तरह के तरीकों का उपयोग किया था। यह वर्ष 1661 तक था, जब मैगडेबर्ग शहर के मेयर ने इस अनुसंधान का उपयोग नए विचारों का आविष्कार करने या फिर से बनाने के लिए किया था। महापौर ओटो वॉन गुएरिक ने पहला वायु पंप बनाया, पानी के पंपों के विचार को संशोधित किया, और मैनोमीटर को भी संशोधित किया। निर्वात इंजीनियरिंग आजकल यांत्रिक उद्योग में सभी पतली फिल्म की जरूरतों का समाधान प्रदान करती है। इंजीनियरिंग की इस पद्धति का उपयोग प्रायः अनुसंधान एवं विकास आवश्यकताओं या बड़े पैमाने पर सामग्री उत्पादन के लिए किया जाता है।

वायुमंडलीय रेलवे प्रयोगात्मक रूप से

19वीं शताब्दी के मध्य में हेनरिक गीस्लर और दमन पंप तक पंप प्रौद्योगिकी ने एक विशेष स्तर तक पहुंच चुके थे और वहां बने हुए थे, जिसने अंततः उच्च-निर्वात शासन तक पहुंच प्रदान की। इससे निर्वात में विद्युत निर्वहन, कैथोड किरणों की अनुसंधान, एक्स-रे की अनुसंधान और इलेक्ट्रॉन की अनुसंधान का अध्ययन हुआ। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव उच्च निर्वात में देखा गया था, जो एक महत्वपूर्ण अनुसंधान थी जो क्वांटम यांत्रिकी और आधुनिक भौतिकी के बहुत से सूत्रीकरण की ओर ले जाती है।

यह भी देखें

• फोरलाइन
• टांकना निर्वात टांकना
• नकारात्मक दबाव (बहुविकल्पी)
• शोषण
• अल्ट्रा हाई निर्वात
• निर्वात धातु विज्ञान
  • निर्वात आर्क रीमेल्टिंग
  • निर्वात जमाव
  • निर्वात प्रेरण पिघलने
  • थर्मल छिड़काव निर्वात प्लाज्मा छिड़काव
  • निर्वात मोल्डिंग (कास्टिंग)
• निर्वात कास्टिंग (इलास्टोमर्स)
• निर्वात कक्ष
• निर्वात आसवन
• निर्वात वाष्पीकरण
• निर्वात निकला हुआ किनारा
• निर्वात भट्टी
• निर्वात गेज
• निर्वात ग्रीस
• वैक्युम ओवन
• निर्वात पैकिंग
• निर्वात पंप
• निर्वात - ट्यूब