پمپ وکیوم یک پمپ خلاء، صنعتی است که با ایجاد خلاء، فشار هوا را کاهش می‌دهد. خلاء به معنای فضایی با فشار کمتر از اتمسفر است. مزایای پمپ‌های وکیوم شامل ایجاد شرایط خاص فرآیندی، افزایش راندمان، بهبود کیفیت محصول و ایمنی در صنایع گوناگون است.
پمپ وکیوم با مکش گاز، به دام انداختن مولکول‌ها، تراکم و تخلیه مداوم کار می‌کند تا خلاء ایجاد شود. برای استفاده، ابتدا پمپ را آماده و روشن کرده، سپس با باز کردن شیر ورودی، فرآیند مکش را آغاز و به خلاء مطلوب برسید. پس از انجام کار، پمپ را خاموش و نگهداری دوره‌ای را انجام دهید.
اجزاء اصلی تشکیل دهنده پمپ وکیوم
پمپ‌های وکیوم از قطعات گوناگونی تشکیل شده‌اند که هر کدام وظیفه‌ی خاصی را در فرآیند ایجاد خلاء بر عهده دارند. این اجزا با همکاری دقیق و هماهنگ، امکان تخلیه‌ی گاز و ایجاد محیط کم‌فشار را فراهم می‌سازند. شناخت این اجزا به درک بهتر عملکرد و نحوه‌ی نگهداری پمپ‌های وکیوم کمک شایانی خواهد کرد.
موتور الکتریکی
موتور الکتریکی به عنوان منبع اصلی توان در پمپ وکیوم، وظیفه حیاتی به حرکت درآوردن بخش‌های متحرک پمپ را بر عهده دارد. نوع موتور به کار رفته در پمپ‌های وکیوم، بسته به نوع پمپ، ابعاد و کاربرد مورد نظر، متفاوت است. انواع رایج موتورهای الکتریکی مورد استفاده در پمپ‌های وکیوم شامل موتورهای تک فاز، سه فاز و موتورهای جریان مستقیم (DC) می‌باشند. انتخاب موتور مناسب، به طور مستقیم بر عملکرد، راندمان و طول عمر پمپ وکیوم تاثیرگذار است.
روتور: بخش گردنده و مکش گاز
روتور، به عنوان بخش اصلی گردنده پمپ، نقش اساسی در فرآیند مکش و انتقال گاز ایفا می‌کند. طراحی و شکل روتور، به نوع پمپ و مکانیزم عملکرد آن بستگی دارد. به عنوان مثال، در پمپ‌های وکیوم روتاری وین، روتور به شکل استوانه‌ای خارج از مرکز با شیارهای شعاعی طراحی شده است، در حالی که در پمپ‌های اسکرو، روتورها به شکل مارپیچی هستند.
تیغه‌های دوار: عامل اصلی مکش در پمپ‌های روتاری وین
در پمپ‌های وکیوم روتاری وین، تیغه‌های دوار نقش حیاتی در فرآیند مکش گاز ایفا می‌کنند. این تیغه‌ها که در شیارهای شعاعی روتور جای گرفته‌اند، با حرکت دورانی روتور و تغییر حجم محفظه پمپ، گاز را به داخل می‌کشند، متراکم می‌کنند و سپس به بیرون تخلیه می‌نمایند. جنس تیغه‌های دوار معمولاً از موادی انتخاب می‌شود که مقاومت بالایی در برابر سایش و گرما داشته باشند تا طول عمر و کارایی پمپ تضمین گردد.
شیر ورودی: کنترل جریان گاز ورودی و جلوگیری از بازگشت
شیر ورودی، قطعه‌ای است که در مسیر ورود گاز به پمپ وکیوم نصب می‌شود. وظیفه‌ی اصلی این شیر، کنترل جریان گاز ورودی به پمپ و جلوگیری از بازگشت گاز از پمپ به سیستم خلاء است. این شیر اطمینان می‌دهد که فرآیند مکش به صورت یک‌طرفه انجام شده و راندمان پمپ حفظ شود.
شیر خروجی: هدایت و کنترل گاز تخلیه شده از پمپ
شیر خروجی، در مسیر خروج گاز از پمپ وکیوم قرار می‌گیرد و وظیفه‌ی هدایت و کنترل گاز تخلیه شده را بر عهده دارد. در بسیاری از پمپ‌ها، شیر خروجی به صورت یک‌طرفه طراحی می‌شود تا از بازگشت هوا به داخل پمپ جلوگیری کند و از ایجاد فشار نامناسب در سیستم ممانعت نماید.
فیلتر روغن: پالایش روغن در پمپ‌های روغنی و افزایش طول عمر
در پمپ‌های وکیوم روغنی، فیلتر روغن نقشی اساسی در حفظ کیفیت و عملکرد روغن ایفا می‌کند. این فیلتر، ذرات معلق و آلودگی‌های موجود در روغن را جذب کرده و از ورود آن‌ها به بخش‌های حساس پمپ جلوگیری می‌نماید. استفاده از فیلتر روغن مناسب، باعث افزایش طول عمر روغن و قطعات پمپ شده و عملکرد پایدار آن را تضمین می‌کند.
مخزن روغن: نگهداری و تامین روغن روانکاری در پمپ‌های روغنی
مخزن روغن، جزء اصلی پمپ‌های وکیوم روغنی است که وظیفه‌ی نگهداری و تامین روغن روانکاری و آب‌بندی پمپ را بر عهده دارد. حجم مخزن روغن بر اساس نوع و ظرفیت پمپ تعیین می‌شود و نقش مهمی در عملکرد صحیح و طول عمر پمپ‌های روغنی ایفا می‌کند. روغن موجود در مخزن، علاوه بر روانکاری قطعات متحرک، به عنوان سیال آب‌بندی نیز عمل کرده و به ایجاد خلاء بهتر کمک می‌کند.
گیج فشار: نمایش میزان خلاء و کنترل فرآیند
گیج فشار یا مانومتر، ابزاری ضروری برای سنجش و نمایش میزان خلاء ایجاد شده توسط پمپ وکیوم است. این ابزار به کاربر امکان می‌دهد تا به طور دقیق از میزان خلاء سیستم مطلع شده و فرآیند را به درستی کنترل نماید. گیج‌های فشار در انواع مختلف آنالوگ و دیجیتال موجود بوده و بر اساس نیاز و دقت مورد نظر انتخاب می‌شوند.
نحوه کارکرد پمپ وکیوم
پمپ‌های وکیوم با بهره‌گیری از اصول فیزیکی مشخص، فرآیند ایجاد خلاء را به انجام می‌رسانند. این فرآیند، که به حذف مولکول‌های گاز از یک فضای مشخص منجر می‌شود، در چهار مرحله‌ی اساسی صورت می‌گیرد. درک این مراحل برای شناخت عمیق‌تر عملکرد پمپ‌های وکیوم حائز اهمیت است.
مکش و جذب مولکول‌های گاز به داخل پمپ
در مرحله‌ی مکش، پمپ وکیوم با ایجاد یک ناحیه‌ی کم‌فشار در ورودی خود، مولکول‌های گاز را از محفظه یا سیستم مورد نظر به داخل خود جذب می‌کند. این عمل، مشابه فرآیند مکش هوا توسط جاروبرقی است، اما در مقیاس مولکولی و با هدف تخلیه‌ی هوا و گاز از یک فضای بسته انجام می‌گیرد.
به دام انداختن و محدودسازی مولکول‌های گاز در فضای پمپ
پس از ورود مولکول‌های گاز به پمپ، در مرحله‌ی به دام انداختن، این مولکول‌ها در فضای داخلی پمپ محدود می‌شوند. مکانیسم به دام انداختن مولکول‌ها بسته به نوع پمپ و ساختار آن متفاوت است. به عنوان مثال، در پمپ‌های روتاری وین، این عمل توسط تیغه‌های دوار انجام می‌شود، در حالی که در پمپ‌های دیافراگمی، از دیافراگم برای این منظور استفاده می‌گردد.
افزایش فشار گاز به دام افتاده
در مرحله‌ی تراکم، حجم فضایی که مولکول‌های گاز به دام افتاده در آن قرار دارند، کاهش می‌یابد. این کاهش حجم، منجر به افزایش فشار گاز می‌گردد. هدف از این مرحله، متراکم کردن گاز به منظور تسهیل مرحله‌ی بعدی، یعنی تخلیه، است.
خروج گاز متراکم شده به محیط بیرون
در آخرین مرحله‌ی عملکرد پمپ وکیوم، یعنی تخلیه، گاز متراکم شده به محیط بیرون رانده می‌شود. این فرآیند به صورت پیوسته و چرخه‌ای تکرار می‌شود. در حالی که پمپ به مکش گاز از محفظه‌ی خلاء ادامه می‌دهد، گاز متراکم شده به طور مداوم تخلیه می‌گردد. این سیکل مداوم، باعث کاهش تدریجی فشار در محفظه و ایجاد خلاء مورد نظر می‌شود.
انواع پمپ وکیوم
پمپ‌های وکیوم با تنوع گسترده‌ای در بازار موجود هستند که بر اساس مکانیزم عملکرد، نوع سیال مورد استفاده، تعداد مراحل پمپاژ و سایر ویژگی‌ها، به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. این تنوع، انتخاب پمپ مناسب برای هر کاربرد را امکان‌پذیر می‌سازد.
طبقه بندی بر اساس مکانیزم عملکرد
مکانیزم عملکرد، یکی از مهم‌ترین معیارها برای طبقه بندی پمپ‌های وکیوم است. بر این اساس، می‌توان پمپ‌ها را به سه دسته‌ی اصلی تقسیم کرد:
پمپ‌های جابجایی مثبت: تغییر حجم برای مکش و تخلیه
پمپ‌های جابجایی مثبت، با تغییر حجم یک محفظه، فرآیند مکش و تخلیه گاز را به انجام می‌رسانند. در این پمپ‌ها، حجم مشخصی از گاز به دام افتاده و با کاهش حجم این فضا، متراکم شده و سپس به بیرون رانده می‌شود. این مکانیزم، اساس کار بسیاری از پمپ‌های وکیوم را تشکیل می‌دهد.
پمپ وکیوم روتاری وین: پرکاربردترین نوع جابجایی مثبت
پمپ‌های وکیوم روتاری وین، از جمله پرکاربردترین و رایج‌ترین انواع پمپ‌های جابجایی مثبت هستند. این پمپ‌ها از روتور و تیغه‌های دوار برای مکش و انتقال گاز بهره می‌برند. ساختار نسبتاً ساده، کارایی بالا و قیمت مناسب، از جمله مزایای این نوع پمپ‌ها به شمار می‌رود.
