یکی از مهمترین کاربرد های پمپ وکیوم در بسیاری از صنایع،جداسازی محصولات مایع،خمیر مانند و مرطوب است.
پمپ وکیوم در طی فرایند تولید،گازها،بخار ها و رطوبت ها از مواد فرآوری شده استخراج می شوند و باعث بهبود کیفیت محصول می شوند.
استخراج پلاستیک ها در فرایند اکستروژن مستقیماً از ناحیه پیچ اکسترودر استخراج می شود،این فرآیند شامل فرآیندهای استخراج است که شامل واحدهای جداکننده ، فیلتر برای چگالش بخارات و گازهای استخراج شده است.
انواع پمپ وکیوم
بسته به اینکه گاز در طول فرآیند پمپاژ در معرض روغن یا آب قرار گرفته باشد یا خیر، فن‌آوری‌های مختلف پمپ به عنوان پمپ‌های مرطوب یا خشک در نظر گرفته می‌شوند.
در طرح های پمپ مرطوب از روغن یا آب برای روان کاری و یا آب بندی استفاده می شود و این مایع می تواند گاز جارو شده (پمپ شده) را آلوده کند.
پمپ‌های وکیوم خشک در حجم جارو شده سیالی ندارند و به فاصله‌های محکم بین قسمت‌های دوار و استاتیک پمپ، مهر و موم‌های پلیمر خشک (PTFE) یا دیافراگم برای جدا کردن مکانیسم پمپاژ از گاز جاروب شده متکی هستند.
اگرچه پمپ های خشک ممکن است از روغن یا گریس در چرخ دنده ها و یاتاقان های پمپ استفاده کنند، اما از گاز جاروب شده آب بندی می شود.
پمپ های خشک خطر آلودگی سیستم و دفع روغن را در مقایسه با پمپ های مرطوب کاهش می دهند. سیستم های خلاء به سادگی با تغییر پمپ از حالت مرطوب به خشک به راحتی از حالت مرطوب به خشک تبدیل نمی شوند.
در ادامه به معرفی رایج ترین انواع پمپ خلاء بر اساس عملکرد می پردازیم.
پمپ های وکیوم اولیه (پشتیبان)
پمپ پره دوار روغنی مهر و موم شده (تر، جابجایی مثبت)
در پمپ خلا پره ای دوار، گاز وارد درگاه ورودی می شود و توسط یک روتور غیرمرکز نصب شده که گاز را فشرده می کند و به دریچه خروجی انتقال می دهد، به دام می افتد .
دریچه دارای بار فنری است و به گاز اجازه می دهد در صورت تجاوز از فشار اتمسفر تخلیه شود.از روغن برای آب بندی و خنک کردن پره ها استفاده می شود.
فشار قابل دستیابی با پمپ دوار بر اساس تعداد مراحل استفاده شده و تحمل آنها تعیین می شود.
یک طراحی دو مرحله ای می تواند فشار ۱×۱۰ -۳ میلی بار را فراهم کند.سرعت پمپاژ آن ۰.۷ تا ۲۷۵ متر بر ساعت (۰.۴ تا ۱۶۲ فوت در دقیقه) است.
پمپ حلقه مایع (تر، جابجایی مثبت)
پمپ خلا حلقوی مایع، گاز را با چرخاندن یک پروانه پره ای که به صورت غیرمرکز در داخل محفظه پمپ قرار دارد فشرده می کند. مایع به پمپ وارد می شود و با شتاب گریز از مرکز، یک حلقه استوانه ای متحرک را در داخل بدنه تشکیل می دهد.این حلقه مایع یک سری آب بندی در فضای بین پره های پروانه ایجاد می کند که محفظه های فشاری را تشکیل می دهند.
خروج از مرکز بین محور چرخش پروانه و محفظه پمپ منجر به تغییر چرخه ای حجم محصور شده توسط پره ها و حلقه می شود که گاز را فشرده می کند و آن را از طریق یک درگاه در انتهای محفظه تخلیه می کند.
این پمپ طراحی ساده و مستحکمی دارد زیرا شفت و پروانه تنها قطعات متحرک هستند.در برابر اختلالات فرآیند بسیار متحمل است و دارای طیف وسیعی از ظرفیت است.می تواند فشار ۳۰ میلی بار را با استفاده از آب ۱۵ درجه سانتی گراد (۵۹ درجه فارنهایت) فراهم کند.و فشار کمتر با مایعات دیگر امکان پذیر است.
محدوده سرعت پمپاژ آن ۲۵ تا ۳۰۰۰۰ متر است۳ در ساعت (۱۵ تا ۱۷۷۰۰ فوت ۳ در دقیقه)
پمپ خلا دیافرامی (خشک، جابجایی مثبت)
یک دیافراگم به سرعت توسط یک میله سوار بر بادامکی که توسط یک موتور می چرخد خم می شود و باعث انتقال گاز در یک سوپاپ و خارج از شیر دیگر می شود.
جمع و جور و کم تعمیر است.طول عمر دیافراگم ها و شیرها معمولاً بیش از ۱۰۰۰۰ ساعت کار می باشد.پمپ دیافراگمی برای پشتیبان پمپ های توربو مولکولی ترکیبی کوچک در کاربردهای تمیز و خلاء بالا استفاده می شود.
این یک پمپ با ظرفیت کم است که به طور گسترده در آزمایشگاه های تحقیق و توسعه برای آماده سازی نمونه استفاده می شود. هنگامی که از پمپ دیافراگمی برای پشتیبان یک پمپ توربو مولکولی مرکب استفاده می شود، می توان فشار نهایی معمولی ۵ را به دست آورد.
پمپ اسکرول (خشک، جابجایی مثبت)
پمپ خلا اسکرول از دو طومار استفاده می‌کند که نمی‌چرخند، اما در جایی که طومار داخلی به دور حجمی از گاز می‌چرخد و آن را در حجمی رو به کاهش فشرده می‌کند.
آن را فشرده کنید تا به حداقل حجم و حداکثر فشار در مرکز مارپیچ ها، جایی که خروجی قرار دارد، برسد.
مهر و موم نوک پلیمری مهر و موم محوری بین دو طومار را بدون استفاده از روان کننده در جریان گاز جاروب شده فراهم می کند.
محدوده سرعت پمپاژ آن ۵.۰ تا ۴۶ متر بر ساعت (۳.۰ تا ۲۷ فوت و سه در دقیقه) است.فشار نهایی معمولی ۱ × ۱۰^-۲ mbar
پمپ خلا ریشه (خشک، جابجایی مثبت)
در درجه اول به عنوان یک تقویت کننده خلاء استفاده می شود و برای حذف حجم زیادی از گاز طراحی شده است.دو لوب بدون لمس و چرخش معکوس به طور مداوم گاز را در یک جهت از طریق پمپ منتقل می کنند.عملکرد پمپ اصلی/پشتیبان را افزایش می دهد، سرعت پمپاژ را تقریباً ۷:۱ افزایش می دهد و فشار نهایی را تقریباً ۱۰:۱ بهبود می بخشد.
پمپ های ریشه می توانند دو یا چند لوب داشته باشند.فشار نهایی معمولی کمتر از ۱۰-۳ Torr (در ترکیب با پمپ های اولیه) قابل دستیابی است.این می تواند به سرعت پمپاژ ۱۰۰۰۰۰ متر بر ساعت (۵۸۸۶۰ فوت ۳ در دقیقه) برسد.
پمپ پنجه ای (خشک، جابجایی مثبت)
پمپ خلا پنجه ای دارای دو پنجه ضد چرخش است و مشابه پمپ Roots عمل می کند، با این تفاوت که گاز به جای انتقال از بالا به پایین است که در آن یک سری مراحل ریشه و Roots-clawمحوری انجام می شود.
اغلب در ترکیب با پمپ ریشه استفاده می شود که یک ترکیب پمپ اولیه پنجه روی یک شفت مشترک وجود دارد.برای محیط های صنعتی خشن طراحی شده است و سرعت جریان بالایی را فراهم می کند.
فشار نهایی معمولی ۱ × ۱۰ -۳ میلی‌بار می‌تواند به دست آید.محدوده سرعت پمپاژ آن ۱۰۰ تا ۸۰۰ متر بر ساعت (۵۹ تا ۴۷۲ فوت در دقیقه) است.
پمپ خلا پیچ (خشک، جابجایی مثبت)
پمپ خلا پیچ از دو پیچ چرخان، یکی چپ و دیگری راست دست استفاده می کند که بدون دست زدن به آن مشبک می شود. چرخش گاز را از یک سر به سر دیگر منتقل می کند.
پیچ ها به گونه ای طراحی شده اند که فضای بین آنها با عبور گاز کاهش می یابد و فشرده می شود و باعث کاهش فشار در انتهای ورودی می شود.این پمپ دارای ظرفیت توان عملیاتی بالا، حمل مایعات خوب و تحمل گرد و غبار و محیط های خشن است.فشار نهایی معمولی تقریباً ۱* ۱۰-۲ Torr را می توان به دست آورد.محدوده سرعت پمپاژ آن تا ۷۵۰ متر بر ساعت (۴۴۰ فوت ۳ در دقیقه) است.
پمپ های ثانویه
پمپ های توربومولکولی (خشک، انتقال جنبشی)
پمپ‌های خلا توربومولکولی با انتقال انرژی جنبشی به مولکول‌های گاز با استفاده از پره‌های چرخشی و زاویه‌دار با سرعت بالا که گاز را با سرعت بالا به حرکت در می‌آورند، کار می‌کنند: سرعت نوک تیغه معمولاً ۲۵۰ تا ۳۰۰ متر بر ثانیه (۶۷۰ مایل در ساعت) است.
پمپ های خلا انتشار بخار (تر، انتقال جنبشی)
پمپ‌های وکیوم انتشار بخار انرژی جنبشی را با استفاده از جریان روغن گرم شده با سرعت بالا به مولکول‌های گاز منتقل می‌کنند که گاز را از ورودی به خروجی “کشش” می‌کند و فشار کمتری را در ورودی ایجاد می‌کند.این پمپ ها دارای فناوری قدیمی تری هستند که عمدتاً توسط پمپ های توربومولکولی خشک جایگزین شده است.
پمپ خلا Cryopump (خشک، گیر افتادن)
با جذب و ذخیره گازها و بخارات به جای انتقال آنها از طریق پمپ عمل می کند. آنها از فناوری برودتی برای منجمد کردن یا به دام انداختن گاز در یک سطح بسیار سرد (کریوتراکم یا جذب انجماد) در دمای ۱۰ درجه کلوین تا ۲۰ درجه کلوین (منهای ۲۶۰ درجه سانتیگراد)استفاده می کنند.
پمپ های خلا یونی پراکنده (خشک، گیرافتاده)
پمپ یون کندوپاش گازها را با استفاده از اصول گرفتن (که به موجب آن مواد فعال شیمیایی با گازها ترکیب می شوند تا آنها را حذف کنند) و یونیزاسیون (مولکول های گاز رسانای الکتریکی ساخته می شوند و جذب می شوند) به دام می اندازد.
یک میدان مغناطیسی بالا همراه با یک ولتاژ بالا (۴ تا ۷ کیلو ولت)، ابری از یون های الکترون مثبت (پلاسما) را ایجاد می کند که بر روی یک کاتد تیتانیوم و گاهی اوقات یک کاتد اضافی ثانویه متشکل از تانتالیوم رسوب می کند.
چه راه حل هایی برای فرآیندهای جداسازی گاز ها و بخار ها از محصولات نهایی مناسب هستند؟
به طور کلی تکنولوژی خلاء برای کلیه فرایند گاز زدایی پیشنهاد می شود،تمامی شرکت هایی که نیاز به گاز زدایی در فرایند تولید محصولات خود را دارند با توجه به ارائه انواع پمپ وکیوم در این زمینه و تجربه چندین ساله در خصوص بازیابی خلاء نهایی پمپ
های وکیوم از خدمات زاگرس وکیوم پمپ استفاده می کنند.
برای کاربردهای گاز زدایی در صنعت تولید مواد غذایی طیف گسترده ای از پمپ های خلاء وجود دارند که برای هر فرآیند بهینه سازی شده و می توانند بالاترین استانداردهای بهداشتی را رعایت کنند.
یکی از مناطقی که سیستم های خلاء مورد نیاز خاص قرار می گیرند ، جداسازی فولاد است.
درجه حرارت بالای بخار یا گاز و بالا رفتن سطح گرد و غبار مشکلات خاصی را ایجاد می کند، در این خصوص سیستم هایی هستند که می توانند در این محیط خصمانه کار کنند ، زیرا کاملاً خشک هستند و از آخرین فن آوری استفاده می کنند.
