انواع پمپ وکیوم صنعتی

انواع پمپ وکیوم صنعتی

خلاء ابزاری است که در طیف وسیعی از فرآیندهای تولید صنعتی از جمله بسته‌بندی، بطری‌سازی، خشک‌کردن، گاززدایی، و غیره استفاده می شود. برای ایجاد، بهبود و حفظ خلاء در این فرآیندها از پمپ خلاء صنعتی استفاده می شود. انواع مختلفی از فناوری های خلاء صنعتی موجود است و این مقاله به بررسی آن فناوری ها می پردازد. برای درک اینکه کدام نوع پمپ وکیوم برای شما و کاربرد شما مناسب‌تر است، درک ویژگی‌ها، مزایا و اصل عملکرد هر نوع فناوری بسیار مهم است.

در این مقاله رایج‌ترین انواع پمپ‌های خلاء صنعتی، نحوه کارکرد آن‌ها و بهترین کاربردها در چه نوع کاربردهایی بررسی می‌شود.

اصول اولیه عملکرد یک پمپ خلاء صنعتی

اصول اولیه عملکرد یک پمپ خلاء صنعتی بدون توجه به نوع فناوری یکسان است.

پمپ های خلاء مولکول های هوا (و سایر گازها) را از محفظه خلاء (یا سمت خروجی در مورد پمپ خلاء بالاتر که به صورت سری متصل شده است) خارج می کنند. با کاهش فشار در محفظه، حذف مولکول های اضافی به طور فزاینده ای سخت تر می شود. بنابراین، یک سیستم خلاء صنعتی باید بتواند در بخشی از یک محدوده فشار فوق‌العاده بزرگ،کار کند. در کاربردهای تحقیقاتی و علمی این میزان پایین تر است.

انواع مختلفی از پمپ ها در یک سیستم خلاء استاندارد استفاده می شود که هر کدام نسبتی از محدوده فشار را پوشش می دهند و در مواقعی به صورت سری کار می کنند.

محدوده فشار سیستم خلاء صنعتی سیستم های خلاء صنعتی را می توان در گروه های فشار زیر قرار داد:

· خلاء خشن/کم: 1000 تا 1 میلی‌بار / 760 تا 0.75 تور

· خلاء خوب/متوسط: 1 تا 10 -3 میلی‌بار / 0.75 تا 7.5 -3 Torr

· خلاء بالا: 10 -3 تا 10 -7 mbar / 7.5 -3 تا 7.5 -7 Torr

· خلاء فوق العاده بالا: 10 -7 تا 10 -11 mbar / 7.5 -7 تا 7.5 -11 Torr

· خلاء بسیار زیاد: < 10 -11 میلی‌بار / < 7.5 -11 Torr

انواع مختلف پمپ ها برای این محدوده های خلاء را می توان به پمپ های اولیه

(پشتیبان)، پمپ های تقویت کننده و پمپ های ثانویه (با خلاء بالا) تقسیم کرد.

محدوده فشار خلاء بالا، بسیار بالا و فوق العاده بالا

دو دسته اصلی پمپ خلاء وجود دارد:

پمپ های انتقال گاز و پمپ های گیر انداختن یا جذب

پمپ های انتقال گاز پمپ‌های انتقال، مولکول‌های گاز را با تبادل تکانه (عمل جنبشی) یا جابجایی مثبت منتقل می‌کنند.

همان تعداد مولکول گاز که وارد پمپ می شود از پمپ خارج می شود و گاز در هنگامخروج کمی بالاتر از فشار اتمسفر است. نسبت تراکم نسبت فشار اگزوز (خروجی) به کمترین فشار بدست آمده (ورودی) است.

پمپ های انتقال جنبشی پمپ های انتقال جنبشی از تیغه های با سرعت بالا یا بخار وارد شده برای هدایت گاز به سمت خروجی استفاده می کنند و بر اساس اصل انتقال تکانه کار می کنند. این نوع پمپ ها می توانند به نسبت تراکم بالا در فشارهای پایین دست یابند اما معمولاً حجم های آب بندی ندارند.

جابجایی مثبت پمپ هایی که با به دام انداختن مکانیکی حجمی از گاز و حرکت آن از طریق پمپ کار می کنند، به عنوان پمپ جابجایی مثبت شناخته می شوند. اغلب در چند مرحله روی یک محور محرک طراحی می شود، حجم جدا شده با فشار بالاتر به حجم کمتری فشرده می شود و در نهایت گاز فشرده شده به اتمسفر یا پمپ بعدی خارج می شود. برای ایجاد خلاء و سرعت جریان بالاتر، اغلب از دو پمپ انتقال به صورت سری استفاده می شود. همانطور که قبلا ذکر شد، پمپ های خلاء جابجایی مثبت برای ایجاد خلاء کم استفاده می شوند.

این نوع پمپ خلاء، یک حفره را منبسط کرده و به گازها اجازه می دهد تا از محیط یا محفظه آب بندی شده خارج شوند.

پس از آن، حفره مهر و موم شده و باعث تخلیه آن به جو می شود.

اصل پشت پمپ خلاء جابجایی مثبت ایجاد خلاء با افزایش حجم یک ظرف است.

به عنوان مثال در یک پمپ آب دستی، مکانیزمی یک حفره کوچک مهر و موم شده را برای ایجاد خلاء عمیق گسترش می دهد.

به دلیل فشار، مقداری مایع از محفظه به داخل حفره کوچک پمپ رانده می شود. پس از آن، حفره پمپ از محفظه مهر و موم شده، به اتمسفر باز می شود و سپس به اندازه یک دقیقه فشرده می شود.

نمونه دیگری از پمپ های خلاء جابجایی مثبت این است که مانند عضله دیافراگم حفره قفسه سینه را منبسط می کند. باعث افزایش حجم ریه ها می شود. این انبساط منجر به ایجاد خلاء جزئی و کاهش فشار می شود که سپس توسط هوای وارد شده توسط فشار اتمسفر پر می شود . نمونه پمپ های خلاء جابجایی مثبت پمپ خلاء حلقه مایع و دمنده ریشه هستند که در صنایع مختلف برای ایجاد خلاء در فضای محدود کاربرد زیادی دارند.

پمپ های گیر انداختن پمپ‌هایی که مولکول‌های گاز را روی سطوح درون سیستم خلاء جذب می‌کنند، به‌طور شگفت‌انگیزی به‌عنوان پمپ‌های جذب یا گیر افتادن شناخته می‌شوند.

ایجاد کنند. پمپ های کپچر با استفاده از تراکم برودتی واکنش یونی یا واکنش شیمیایی کار می کنند و هیچ قسمت متحرکی ندارند، بنابراین خلاء بدون روغن ایجاد می کنند. این پمپ ها با دبی کمتری

نسبت به پمپ های خلاء مانند پمپ های انتقال کار می کنند، اما می توانند خلاء بسیار بالایی را تا 10-12 تور ایجاد کنند.

آن دسته از پمپ‌های گیرافتاده‌ای که با استفاده از واکنش‌های شیمیایی کار می‌کنند، عملکرد مؤثرتری دارند زیرا معمولاً در داخل ظرفی که خلاء مورد نیاز است قرار می‌گیرند.

مولکول های هوا یک لایه نازک ایجاد می کنند که با عملکرد پمپ ها باعث ایجاد واکنش شیمیایی در سطوح داخلی پمپ می شود. پمپ های گیر انداختن همراه با پمپ های خلاء جابجایی مثبت و پمپ های خلاء انتقال مومنتوم برای ایجاد خلاء فوق العاده بالا استفاده می شوند.

پمپ های وکیوم مرطوب یا خشک فناوری‌های پمپ خلاء بسته به اینکه گاز در طی فرآیند فشرده‌سازی در معرض روغن یا آب قرار گرفته باشد یا مرطوب (روغن‌کاری شده) یا خشک (بدون روغن یا خشک) در نظرگرفته می‌شوند.

پمپ های مرطوب با استفاده از روغن یا آب خود را روغن کاری و/یا آب بندی می کنند. این مایع می تواند گاز پمپ شده (جاروب شده) را آلوده کند.

یا دیافراگمی برای جدا کردن در مکانیسم پمپاژ فاقد سیال در گاز پمپ شده هستند، با تکیه بر فاصله‌های دقیق بین قسمت‌های دوار و استاتیک پمپ، مهر و موم‌های پلیمر خشک گاز و اطمینان از آب‌بندی محکم در حالی که پمپ‌های خلاء خشک

کار می کنند.

با این حال، خشک به طور کامل بدون روغن نیست، زیرا روغن یا گریس اغلب در چرخ دنده ها و یاتاقان های پمپ استفاده می شود.

. این جدا از سمت فشرده سازی خلاء نگه داشته می شود

پمپ های خشک خطر آلودگی و غبار روغن را کاهش می دهند. آنها همچنین دارای مزایای زیست محیطی عدم نیاز به دفع روغن هایی مانند پمپ های روغن کاری شده هستند.

پمپ های گریز از مرکز پمپ های گریز از مرکز ماشین هایی هستند که به صورت هیدرولیکی کار می کنند که با توانایی آنها در انتقال انرژی به سیالات (به ویژه به مایعات) از طریق کار میدانی از نیروهای گریز از مرکز مشخص می شود.

هدف اصلی آنها انتقال مایعات از طریق افزایش فشار است. پمپ های گریز از مرکز می توانند ساختارهای متفاوتی داشته باشند، اما اصل عملکرد و ویژگی های دینامیکی سیالات آنها همیشه یکسان است.

پمپ های خلاء حلقه مایع پمپ‌های خلاء حلقه‌ای مایع شبیه به پمپ پره‌ای دوار هستند، با این تفاوت که پره‌ها بخشی جدایی‌ناپذیر از روتور هستند و یک حلقه چرخان از مایع را به هم می‌زنند تا محفظه فشرده‌سازی را تشکیل دهند. آنها یک طراحی ذاتا کم اصطکاک هستند و روتور تنها بخش متحرک است.

اصطکاک لغزشی به مهر و موم شفت محدود می شود. پمپ های حلقه مایع معمولاً توسط یک موتور القایی تغذیه می شوند. سیستم های حلقه مایع می توانند یک یا چند مرحله ای باشند.

پنجه چرخشی خلاء بدون تماس را به طور موثر و اقتصادی ایجاد می کنند. این به دلیل اصل فشرده سازی داخلی در طراحی پنجه دوار امکان پذیر است. پمپ های

پمپ های خلاء روتاری خلاء پنجه ای بر اساس یک سیستم فشرده سازی استاتیک هستند. Claw

بر خلاف لوب های چرخشی، فشرده سازی در داخل با انقباض حجم اتفاق می افتد.

یک پمپ پنجه ای از دو روتور تشکیل شده است.

آنها در یک محفظه کمپرسور بدون تماس با رعایت فاصله های بسیار تنگ در جهت مخالف می چرخند. آنها از طریق یک چرخ دنده دقیق هماهنگ می شوند. همانطور که پنجه بر روی اتصال مکش حرکت می کند و گاز ورودی کانال مکش محوری به داخل محفظه تراکم مکیده می شود.

گاز از قبل در محفظه فشرده سازی فشرده شده و سپس تخلیه می شود.

پمپ های پیچ روتاری یک پمپ خلاء پیچی از دو روتور موازی به شکل پیچ تشکیل شده است که یکی دارای رزوه سمت راست و دیگری با رزوه سمت چپ است.

هر دو پیچ در محفظه کمپرسور بدون اصطکاک و در فاصله های بسیار محکم می چرخند. آنها از طریق یک چرخ دنده دقیق هماهنگ می شوند. محفظه فشرده سازی و شکل خاص پیچ ها محفظه های فشرده سازی را تشکیل می دهند. به دلیل چرخش مخالف هر دو پیچ، محفظه متصل به درگاه مکش بزرگ شده و گاز به داخل محفظه تراکم منتقل می شود.

سپس محفظه به صورت محوری از سمت مکش به سمت فشار (فلش) حرکت می کند.

در مدل‌های گام متغیر، گاز در هر تغییر گام فشرده می‌شود و قبل از تغییر گام بعدی خنک می‌شود و در نتیجه راندمان بیشتری حاصل می‌شود. در سمت فشار، محفظه در برابر دیواره محفظه محوری حرکت می‌کند و حجم آن کاهش می‌یابد تا زمانی که سطح جلوی پیچ کانال فشار را باز کند و گاز از پیش فشرده شده از طریق اتصال فشار تخلیه شود.

خنک سازی با استفاده از یک محفظه بیرونی آب خنک به دست می آید. برای برخی از اندازه های پمپ می توان گاز خنک کننده اضافی را به پمپ وارد کرد.

دمنده های کانال جانبی یا ساید چنل دمنده های کانال جانبی دارای یک پروانه هستند که مستقیماً روی محور موتور برای فشرده سازی بدون تماس نصب شده است. گاز از طریق ورودی وارد می شود. با ورود به کانال جانبی، پروانه چرخان سرعتی را در جهت چرخش به گازمی دهد. نیروی گریز از مرکز در پره های پروانه گاز را به سمت خارج تسریع می کند و فشار افزایش می یابد. هر چرخش انرژی جنبشی را اضافه می کند و در نتیجه فشار بیشتر در طول کانال جانبی افزایش می یابد. کانال جانبی در روتور باریک می شود و گاز را از تیغه های پروانه خارج می کند و آن را از طریق خفه کن خروجی که از پمپ خارج می شود تخلیه می کند.