分析儀器行業(yè)定制的真空解決方案
將現代真空技術(shù)結合到先進(jìn)的分析儀器中
分析儀器領(lǐng)域對于真空技術(shù)的需求非常復雜�？刹徊粌H對成本控制要求高，而且對性能和空間限制要求也同樣很高。因此，使用基于SplitFlow™ 概念的智能分流泵成為理所當然的選擇。
為了滿(mǎn)足分析儀器和系統工程對真空的要求，必須要在設計階段就將它們考慮在內。而且要達到更高的靈敏度、分辨率和樣品通量，明顯改善數據管理等目標，以及新分析系統中成本和空間的優(yōu)化，這是唯一的辦法。在這個(gè)過(guò)程中，必須特別關(guān)注真空系統。要及早咨詢(xún)真空專(zhuān)家的專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)，以便將真空技術(shù)最大化地集成到現有系統中。
市場(chǎng)情況和系統要求
對于新系統的要求不斷增加，需要和鄰近模塊進(jìn)行兼容連用。典型的應用例如LC-MS(液相色譜質(zhì)譜儀)或GC-MS(氣相色譜質(zhì)譜儀)等應用對于真空系統本身可能沒(méi)有需求。然而，對于化學(xué)電離(CI)和等離子電離(ICP)等電離過(guò)程，或者存在分析物和反應物的臨界氣體成分的情況下，對真空技術(shù)的需求會(huì )明顯增加。質(zhì)譜的主要應用領(lǐng)域和增長(cháng)市場(chǎng)包括環(huán)境技術(shù)和生物醫學(xué)部門(mén)，尤其是蛋白質(zhì)和遺傳研究領(lǐng)域。此外，質(zhì)譜原理還被用于制藥工業(yè)以及殘余氣體分析的應用中。
無(wú)數新開(kāi)發(fā)成果和技術(shù)使質(zhì)譜儀市場(chǎng)發(fā)生巨大變化，增加質(zhì)普儀的功能和選擇范圍。新開(kāi)發(fā)成果的推動(dòng)不僅由技術(shù)決定，而且由健康和環(huán)境工程領(lǐng)域的新需要決定。然而，即使是有更多的技術(shù)可用，行業(yè)依然樂(lè )于將這些視為挑戰，并且不斷開(kāi)拓。
在這些新應用的推動(dòng)下，真空系統的需求也在增長(cháng)，要求更高的通量和分辨率。尤其對于低成本高效率而且緊湊型的解決方案的需求很高。
傳統技術(shù)
傳統技術(shù)采用多款抽速不同的高真空泵來(lái)實(shí)現真空系統，例如樣品室腔體、部分多級離子光學(xué)裝置和質(zhì)譜儀的檢測器系統。渦輪分子泵主要用于該用途，而分離泵用于各自不同的真空度和氣流量。
至少需要兩臺抽速在50到300l/s之間的高真空泵。這些泵還需要采用小型機械前級泵進(jìn)行粗抽，例如旋片泵。排空氣源還需要附加的真空泵。取決于要求，必須達到至少30 m³/h或以上的總抽速。該解決方案需要大量空間，由于獨立組件眾多，整體系統的可靠性降低。
創(chuàng )新概念
SplitFlow™是由普發(fā)真空開(kāi)發(fā)的利用一個(gè)模塊去實(shí)現渦輪牽引泵的功能，從而為系統制造商提供了最大的靈活性。該泵的開(kāi)發(fā)要求在單一真空系統內結合了精確的幾何適應性和優(yōu)異的性能。尤其是在不斷增加的復雜性和臺式裝置趨勢方面，這種概念完全符合市場(chǎng)要求和客戶(hù)需要。除了純粹的幾何適應性以外，還需要滿(mǎn)足特定的真空技術(shù)參數。例如，通過(guò)結合不同的抽氣原理(例如，結合渦輪分子泵和霍爾威克壓力級)，允許的前真空壓力將明顯提高，同時(shí)壓縮性能將提高幾個(gè)數量級。通過(guò)巧妙地設計轉子幾何形狀，可以產(chǎn)生多達三個(gè)不同的泵級，它們的定向方式只會(huì )部分地相互影響。這樣的布置使得可以代替兩臺離散式高真空泵和一臺機械前級泵。
圖1：帶有三級SplitFlow™渦輪分子泵的創(chuàng )新質(zhì)譜儀系統
圖2：普發(fā)真空四種不同版本的SplitFlow™渦輪分子泵
圖2描述了這樣概念所提供的可能性。這樣的設計甚至可以實(shí)現完全整合到分析儀器的真空室中。這需要系統制造商和真空供應商從一開(kāi)始就進(jìn)行密切合作。設計階段完善建議非常重要。取決于系統的配置，結果往往可以為真空系統減少大約50%的空間，而且節省成本超過(guò)50%。通過(guò)取消離散式抽吸裝置、采用標準泵批量生產(chǎn)的研究結果，如今可以達到超過(guò)100,000小時(shí)MTTF(平均無(wú)故障時(shí)間)的泵可靠性。
通過(guò)優(yōu)化的軸承技術(shù)可以實(shí)現高度的可靠性，這種技術(shù)采用無(wú)需維護的磁懸浮軸承和精確球軸承在兩側定位快速旋轉的轉子，從而可以有效減震。
泵補充配套有相應的電子驅動(dòng)單元以及一系列的附件。對于渦輪分子泵的計算機控制一體化，提供標準化的界面。由于其特殊布局，這些泵只需要一個(gè)空氣冷卻系統，這意味著(zhù)，可以省去附加的水冷卻和其他裝置費用。
概念的實(shí)施
這套系統成為與不同系統制造商合作開(kāi)發(fā)不同的真空系統成為可能。模塊化的靈活方法使其可以按照客戶(hù)要求提供個(gè)性化定制。
總結
在現代質(zhì)譜儀的設計中及早結合創(chuàng )新的SplitFlow™渦輪分子泵可以實(shí)現明顯節省成本和空間的優(yōu)點(diǎn)。另外，整體系統可靠性也得到提高。定制化的真空解決方案也變得更可靠。因此，與客戶(hù)的密切合作變得越來(lái)越重要。只有通過(guò)這樣，才能夠實(shí)現相互創(chuàng )新的真空解決方案。
圖3：普發(fā)真空 SplitFlow™概念的定制渦輪分子牽引泵的典型應用
