VI. LAS C�MARAS, LOS SELLOS Y LAS V�LVULAS PARA VAC�O

LAS C�MARAS

LAS c�maras o contenedores en los sistemas de vac�o se construyen por lo general de vidrio o acero inoxidable. La caracter�stica principal que debe tener el material de la c�mara es su resistencia a la fuerza ejercida sobre ella por la presi�n atmosf�rica. Esto es claro si se considera que la presi�n atmosf�rica ejerce una fuerza de un 1 kg/cm² en el �rea superficial de la c�mara. Por ejemplo, una c�mara con una superficie de 1 m² debe resistir 10 toneladas de peso.

Las c�maras de metal son hechas, por lo general, en secciones de forma cil�ndrica, porque as� la c�mara puede resistir con mayor facilidad la presi�n externa. Enrollando una hoja gruesa de metal, los extremos de la c�mara cil�ndrica son convenientemente cerrados con placas planas de metal (Figura VI.1).

La capacidad de un cilindro para no colapsarse por la presi�n externa depende de su di�metro, espesor de las paredes, y la firmeza del material. Despu�s de construida la c�mara, es necesario hacerle un electropulido a la superficie que ser� expuesta al vac�o, para minimizar la cantidad de gas absorbido en las paredes del contenedor.

Figura VI.1. Tipo m�s com�n de c�mara de metal.

Se puede utilizar la c�mara despu�s de someterla a una limpieza que consta de los siguientes pasos: 1) estregar con gran cantidad de detergente (puede usarse detergente l�quido para trastes); 2) enjuagar con agua caliente; 3) enjuagar con agua destilada, y 4) enjuagar con metanol puro.

De esta manera podemos tener un sistema limpio de grasa, aceites y residuos de metal, para obtener la presi�n deseada. Despu�s de montado todo el equipo es necesario someter la c�mara a calentamientos a diferentes temperaturas para propiciar el degasamiento de las paredes.

Un contenedor puede tener diferentes extensiones (conexiones), en �stas se pueden colocar medidores de presi�n, calefactores, conexiones el�ctricas o electr�nicas, fuentes de voltaje, rayos X, ventanas, las diferentes bombas para hacer vac�o, espectr�metros de masas, manipuladores de muestras, etc. Todo cuanto sea necesario para trabajar con comodidad, y lo m�s importante, las herramientas �tiles para resolver los problemas que se presentan durante el desarrollo de cierto proceso industrial o alg�n experimento de inter�s cient�fico o tecnol�gico.

Figura VI.2. Bridas.

LOS SELLOS

Las extensiones en las c�maras de vac�o son cil�ndricas y de diferentes di�metros. Todo tipo de artefactos a introducirse en la c�mara vienen montados en las bridas, las cuales funcionan como tapaderas de las extensiones (Figura VI.2). Para cerrar el sistema, entre las bridas y las extensiones existe una franja triangular para colocar los sellos (Figura VI.3). En los sistemas de vac�o los sellos son en forma de anillos circulares con secci�n transversal rectangular o circular; son fabricados de materiales de vit�n, neopreno o met�licos. Existen sellos est�ticos (inm�viles) y sellos mec�nicos (movibles dentro del sistema).

Para presiones menores a 10^-7 torr, los sellos de las conexiones de vac�o se elaboran de una variedad de elast�meros, los m�s usuales son Buna-N, caucho sint�tico y Vit�n-A. El Buna-N puede ser calentado hasta 80°C y no soporta largos periodos de compresi�n, mientras que los sellos de Vit�n-A soportan temperaturas superiores a los 250°C y no son muy deformables por lo que soportan largos periodos de compresi�n. Otro tipo de sellos usados con frecuencia a presiones inferiores a 10^-7 torr, son los de cobre y aluminio. La ventaja de �stos es que el sistema puede ser horneado a altas temperaturas (~ 450°C) sin que el sello presente problemas de elongaci�n o deformaci�n. Otra ventaja resulta de su bajo �ndice de degasamiento.

Figura VI.3. Sellos de anillo.

Los di�metros internos de los sellos var�an de 2-3 mm de d. i. (di�metro interno) hasta varios metros, lo cual da cuenta de la gran variedad de tama�os que se usan.

LAS V�LVULAS

Para el uso en sistemas de vidrio, sistemas de metal en alto vac�o y ultra alto vac�o existe poca variedad de v�lvulas en el mercado, ya que por lo general las v�lvulas de vac�o son tan complejas que resulta incosteable para un laboratorio fabricarlas, y son las grandes compa��as de equipo para vac�o las que las producen.

Las dos v�lvulas de vidrio m�s comunes se ilustran en la figura VI.4. Se emplean principalmente en sistemas para producci�n de vac�o primario. En la figura VI.5 se ilustran v�lvulas de metal: a) la v�lvula de este tipo se hace de acero inoxidable con sellos de vit�n y puede calentarse hasta 200°C; se usa com�nmente en sistemas con bombas de difusi�n en peque�os sistemas de alto vac�o. Las v�lvulas de metal de la figura VI.5b) y c) se usan para aislar bombas de difusi�n o bombas i�nicas de una c�mara de alto vac�o; se elaboran con aluminio o acero inoxidable y tienen una apertura interna de 5 a 25 cent�metros.

Figura VI.4. V�lvulas de vidrio.

Figura VI.5. V�lvulas de metal.