Câmara de vácuo - Vacuum chamber

Uma grande câmara de vácuo.
Uma pequena câmara de vácuo para uso em estúdio ou laboratório na remoção de ar de materiais como borrachas de molde e resinas.
Câmara de vácuo para teste de vazamentos na embalagem

Uma câmara de vácuo é um invólucro rígido do qual o ar e outros gases são removidos por uma bomba de vácuo . Isso resulta em um ambiente de baixa pressão dentro da câmara, comumente referido como vácuo . Um ambiente de vácuo permite que os pesquisadores conduzam experimentos físicos ou testem dispositivos mecânicos que devem operar no espaço sideral (por exemplo) ou para processos como secagem a vácuo ou revestimento a vácuo . As câmaras são normalmente feitas de metais que podem ou não proteger os campos magnéticos externos aplicados , dependendo da espessura da parede, frequência , resistividade e permeabilidade do material usado. Apenas alguns materiais são adequados para uso a vácuo.

As câmaras costumam ter várias portas, cobertas com flanges de vácuo , para permitir que instrumentos ou janelas sejam instalados nas paredes da câmara. Em aplicações de baixo a médio vácuo, eles são vedados com anéis de vedação de elastômero . Em aplicações de alto vácuo, os flanges têm bordas de faca usinadas neles, que cortam uma gaxeta de cobre quando o flange é aparafusado.

Um tipo de câmara de vácuo freqüentemente usado no campo da engenharia de naves espaciais é a câmara de vácuo térmica , que fornece um ambiente térmico que representa o que uma nave espacial experimentaria no espaço.

Materiais da câmara de vácuo

As câmaras de vácuo podem ser construídas com vários materiais. "Os metais são indiscutivelmente os materiais de câmara de vácuo mais prevalentes." A resistência, pressão e permeabilidade são considerações para selecionar o material da câmara. Os materiais comuns são:

  • Aço inoxidável
  • Alumínio
  • Aço Suave
  • Latão
  • Cerâmica de alta densidade
  • Copo
  • Acrílico
  • Aço endurecido

Desgaseificação a vácuo

"Vácuo é o processo de usar vácuo para remover gases de compostos que ficam presos na mistura ao misturar os componentes." Para garantir um molde sem bolhas ao misturar resina e borrachas de silicone e resinas mais duras de secagem mais lenta, é necessária uma câmara de vácuo. Uma pequena câmara de vácuo é necessária para remover o ar (eliminando bolhas de ar) para os materiais antes de sua secagem. O processo é bastante simples. O material de fundição ou moldagem é misturado de acordo com as instruções do fabricante.

Processo

Uma vez que o material pode se expandir de 4 a 5 vezes sob o vácuo, o recipiente de mistura deve ser grande o suficiente para conter um volume de quatro a cinco vezes a quantidade do material original que está sendo aspirado para permitir a expansão; caso contrário, ele irá transbordar do recipiente, exigindo uma limpeza que pode ser evitada. O recipiente do material é então colocado na câmara de vácuo; uma bomba de vácuo é conectada e ligada. Uma vez que o vácuo atinge 29 polegadas (ao nível do mar) de mercúrio, o material começará a subir (semelhante a espuma ). Quando o material cair, ele se estabilizará e parará de subir. A aspiração é continuada por mais 2 a 3 minutos para garantir que todo o ar tenha sido removido do material. Uma vez atingido esse intervalo, a bomba de vácuo é desligada e a válvula de liberação da câmara de vácuo é aberta para equalizar a pressão do ar. A câmara de vácuo é aberta, o material é removido e está pronto para ser despejado no molde.

Embora o vácuo máximo que se possa teoricamente atingir ao nível do mar seja de 29,921 polegadas de mercúrio (Hg), isso irá variar significativamente à medida que a altitude aumenta. Por exemplo, para uma fabricação de moldes em Denver, Colorado , situada a 5280 pés acima do nível do mar, só se pode atingir um vácuo na escala de mercúrio de 24,896 Hg em sua câmara de vácuo.

Para manter o material livre de ar, ele deve ser derramado lentamente em um fluxo alto e estreito a partir do canto da caixa do molde, ou molde, deixando o material fluir livremente para a caixa ou cavidade do molde. Normalmente, este método não irá introduzir novas bolhas no material aspirado. Para garantir que o material esteja totalmente isento de bolhas de ar, todo o molde / caixa do molde pode ser colocado na câmara por mais alguns minutos; isso ajudará o material a fluir para áreas difíceis do molde / caixa do molde.

Secagem a vácuo

Água e outros líquidos podem se acumular em um produto durante o processo de produção. "O vácuo é frequentemente empregado como um processo para remover a água a granel e absorvida (ou outros solventes) de um produto. Combinado com o calor, o vácuo pode ser um método eficaz de secagem."

Maior câmara de vácuo do mundo

NASA 's Space Power Facility abriga a maior câmara de vácuo do mundo. Foi construído em 1969 e tem 37 metros de altura e 30 metros de diâmetro, cercando um espaço em forma de bala . Foi originalmente encomendado para estudos de energia elétrica nuclear sob condições de vácuo, mas foi posteriormente desativado. Recentemente, ele foi recomissionado para uso em testes de sistemas de propulsão de espaçonaves . Usos recentes incluem testes de sistemas de pouso de airbag para o Mars Pathfinder e os Mars Exploration Rovers , Spirit e Opportunity, sob condições atmosféricas simuladas de Marte.

Cada braço dos detectores LIGO em Livingston, LA e Hanford, WA é uma câmara de vácuo de 4 quilômetros (2,5 mi) de comprimento, o que os torna as câmaras de vácuo mais longas do mundo.

Veja também

Referências