پمپ خلاء، نوعی دستگاه پمپ است که ذرات گاز را به منظور پشت سر گذاشتن خلاء جزئی، از یک حجم آب بندی شده بیرون می‌کشد. اولین پمپ خلاء در سال 1650 و توسط شخصی به نام Otto von Guericke اختراع شد و پیش از اختراع آن، پمپ مکشی ساخته شده بود که قدمت آن به دوران باستان بر می‌گردد.

پمپ خلا چیست؟

پمپ خلا آزمایشگاهی یا پمپ وکیوم، دستگاهی است که برای ایجاد فضای خلاء یا فشار پایین در محیط‌های آزمایشگاهی و صنعتی استفاده می‌شود. این دستگاه با حذف هوا و گازهای دیگر از یک فضای محدود، فشار را به حداقل ممکن می‌رساند.

پمپ وکیوم از چندین قطعه و تکنولوژی تشکیل شده است، از جمله موتور، پمپ، صفحات توربینی، والو های ایمنی و سیستم‌های کنترل. این دستگاه برای مصارف مختلفی مانند تولید لامپ‌های فلورسنت، انجام آزمایشات شیمیایی، تولید محصولات الکترونیکی و دیگر صنایع، به کار می‌رود.

پمپ خلا یک دستگاه است که برای ایجاد و حفظ فشار کمتر از فشار هوای محیط استفاده می‌شود. این دستگاه از طریق ازدیاد فشار به هوا، هوای موجود در یک فضای مختصری را پمپ می‌کند و فشار آن را به حداقل مقدار ممکن می‌رساند. پمپ خلا به دلیل کاربردهای متنوعش در صنایع مختلف، آزمایشگاه‌ها و کارهای فنی استفاده می‌شود.

انواع پمپ خلا

پمپ‌های خلا در دو دسته طبقه بندی شده‌اند:

• پمپ‌های اولیه
• پمپ‌های ثانویه

پمپ‌های اولیه مولکول‌ها را بطور مستقیم به اتمسفر تخلیه می‌کنند. این پمپ‌ها شامل پمپ‌های پره دار روتاری، اسکرول، دیافراگم، پیچواره و پمپ‌های چند مرحله‌ای می‌باشند. پمپ‌های ثانویه شامل پمپ‌های توربومولکولی و پمپ انتشار است که با استفاده از یک پمپ اولیه عملکرد خود را پشتیبانی کرده و با تخلیه مولکولی، سطحی از فشار را که گاز زدای یونی، تصعید تیتانیوم، گاز زدای غیرقابل تبخیر و پمپ‌های کرایوژنیک شروع به فعالیت می‌کنند را فراهم می‌سازد.

پمپ‌های فشار افزا اغلب با پمپ‌های اولیه ترکیب شده و یک جفت پمپ اولیه اصلی را ایجاد می‌کنند با این وجود، این پمپ‌ها در دسته پمپ‌های ثانویه قرار می‌گیرند. ایجاد خلاء بهینه مستلزم درک درست از نیازها، شناخت انواع مختلف پمپ خلا (پمپ وکیوم) و بررسی کاربرد آنهاست. انتخاب پمپ اشتباه، هزینه اضافی بسیار گزافی را به دنبال دارد و در صورت عدم تقارن با نوع نیاز شما میتواند بطور بالقوه به سطح کارایی و عملکرد موردنظر شما آسیب برساند.

پمپ خلا یک دستگاه است که برای ایجاد و حفظ فشار کمتر از فشار هوای محیط استفاده می‌شود. این دستگاه از طریق ازدیاد فشار به هوا، هوای موجود در یک فضای مختصری را پمپ می‌کند و فشار آن را به حداقل مقدار ممکن می‌رساند. پمپ خلا به دلیل کاربردهای متنوعش در صنایع مختلف، آزمایشگاه‌ها و کارهای فنی استفاده می‌شود.

کاربردهای پمپ خلا

کاربردهای اصلی پمپ خلا عبارتند از:

• صنعت: در صنایع مختلفی مانند صنایع فضایی، الکترونیک، فلزی، پلاستیک، شیشه‌سازی، داروسازی و غیره، برای تولید و فرآوری محصولات از فضاهای خلاء و فشار کم استفاده می‌شود.
• آزمایشگاه‌ها: در آزمایشگاه‌ها از پمپ خلا برای ایجاد فضای خلاء و شرایط ایده‌آل برای انجام آزمایش‌ها و تحقیقات مختلف استفاده می‌شود.
• کارگاه‌ها: در کارگاه‌ها و انجمن‌ها، برای بررسی و برسی‌های نمونه‌ها، ابزارها و تجهیزات، پمپ خلا به کار می‌رود.
• حفاظت از محیط زیست: در فرآیندهای صنعتی و تحقیقاتی، استفاده از پمپ خلا می‌تواند به حداقل رساندن انتشار گازها و ترکیبات مضر به محیط زیست کمک کند.
• ابزار دقیق: در تولید و استفاده از ابزارها و دستگاه‌های دقیق مانند انواع گیج‌ها و فشارسنج‌ها، ایجاد فضای خلاء و پمپ خلا به‌منظور دقت بیشتر و کاهش خطاها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• فرآیندهای خاص: در برخی فرآیندهای خاص مانند مخازن نفت و گاز، صنایع هوا‌فضایی، تهویه مطبوع، فرآیندهای طبی و غیره، از پمپ خلا بهره می‌برند.

استفاده از پمپ خلا در این صنایع و کاربردها، بسته به نوع و مدل پمپ و شرایط محیطی متفاوت است. با این حال، کاربردهای پمپ خلا به دلیل ایجاد شرایط خلاء و کاهش فشار، در صنایع و فرآیندهای مختلف بسیار حائز اهمیت می‌باشند.

نحوه عملکرد پمپ خلا

پمپ خلا یا پمپ وکیوم برای ایجاد فضای خلاء در داخل یک محفظه یا لوله، هوا و گازهای دیگر را از آن فضا حذف می‌کند. عملکرد پمپ خلا بر اساس اصل عملکرد پمپ کمپرسور هوا است، با این تفاوت که به جای فشار دادن هوا، این دستگاه هوا را به خارج از یک فضای محدود جذب می‌کند.

در یک پمپ خلا، یک موتور قدرتمند برای ایجاد حرکت و چرخش یک صفحه توربینی استفاده می‌شود. صفحات توربینی در داخل پمپ قرار دارند و با چرخش آنها، هوا از داخل فضای محدود به سمت پمپ جذب می‌شود. هوای جذب شده در پمپ وکیوم، یک سری فیلترها را عبور می‌کند تا بخشی از گرد و خاک و دیگر ذرات معلق را جذب کند و سپس به یک والو انتقال داده می‌شود. این والو ها برای جلوگیری از بازگشت هوا به داخل فضای محدود و ایجاد فشار مجدد، به کار می‌روند.

پمپ وکیوم برای ایجاد فشار پایین در فضای محدود، معمولاً از چندین پمپ وکیوم کوچکتر به نام پمپ‌های جلو پر شده و همچنین از انواع مختلفی از پمپ‌های وکیوم بزرگتر به نام پمپ‌های عمیقاً خلاء استفاده می‌شود. همچنین، می‌تواند با استفاده از تکنولوژی‌های مختلفی مانند پمپ‌های روتاری، پمپ‌های جذبی، پمپ‌های دیافراگمی و پمپ‌های جتی، ساخته شود.

اندازه گیری عملکرد

سرعت پمپاژ پمپ خلاء معمولا بر حسب حجم در واحد زمان اندازه‌گیری می‌شود و به دبی حجمی پمپ در ورودی آن مربوط می‌شود. نرخ پمپاژ هر گاز با گاز دیگر متفاوت است و میزان دبی حجمی پمپ خلاء به ترکیب شیمیایی گاز‌های باقی مانده در آن وابسته است.

توان عملیاتی نیز به سرعت پمپاژ ضرب در فشار گاز ورودی اشاره دارد و بر حسب واحد فشار حجم و واحد زمان اندازه‌گیری می‌شود. توان عملیاتی در دمای ثابت، متناسب با تعداد مولکول‌هایی است که در واحد زمان پمپ می‌شوند. هنگامی که در مورد نشتی در سیستم یا جریان برگشتی از طریق پمپ بحث می‌کنیم، توان عملیاتی به نرخ نشتی حجم ضرب در فشار در سمت خلاء نشتی اشاره دارد و در نتیجه، توان نشتی را می‌توان با توان خروجی پمپ مقایسه کرد.

پمپ‌های خلاء دارای دبی حجمی ثابت هستند که این میزان با کاهش فشار محفظه، این حجم حاوی جرم کمتری می‌شود. بنابراین در این شرایط اگرچه سرعت پمپاژ ثابت می‌ماند اما توان و سرعت جریان جرمی به صورت تصاعدی کم می‌شود و نرخ‌های نشتی، تبخیر، تصعید و جریان برگشتی به تولید یک توان عملیاتی ثابت در سیستم ادامه می‌دهند.