انتخاب درست وکیوم خلاء و ریز نکات آن در صنعت

وکیوم ( خلاء ) چیست؟

وکیوم (به انگلیسی( Vacuum) یا خلأ به برداشته شدن گاز ها، مایعات یا هر چیز دیگری از یک حجم و یا سطح گفته می‌شود بطوری که از فشار در سطح و حجم از فشار محیط کمتر شود. به عبارتی ساده، وکیوم به عملیات مکش (فشار منفی) وایجاد خلأ گفته می‌شود. ممکن است این وکیوم در بازه زمانی متغیری بتواند گازها ، مایعات و … این مقدار حجم را برداشته و به خلأ نسبی برساند.

حجم وکیوم عبارت است از سرعت در تخلیه گازها در واحد یک ساعت. حجم وکیوم به متر مکعب در ساعت تعریف شده است یا به عبارت ساده تر به حجم گاز در ساعت حجم وکیوم گویند.

از جهتی دیگر ممکن است مقدار وکیوم و خلأ نسبی که در این حجم مشخص انجام می‌شود متفاوت باشد که این میزان مکش و قدرت نهایی در تخلیه گازها را قدرت مکش می‌نامند.

تعریف خلأ از نظر علم فیزیک: به فضایی که عاری از هر نوع گاز و ملکولی از گازها باشد محیط خلأ گفته می‌شود.

به طور کلی فضاهایی که فشاری کمتر از فشار محیط اطراف را دارد یک فضای وکیوم شده می‌نامند. این فشار از ۱۱۳ میلی‌بار شروع و تا صفر مطلق ادامه دارد. تاکنون رسیدن به فضایی که صفر مطلق باشد محقق نگردید زیرا به هر حال مقداری ملکول در فضا وجود خواهد داشت که وکیوم شود اما در عمل رسیدن به فضاهایی با فشارهای بسیار پایین هم چندان دور از دسترس نبوده و دانشمندان توانسته اند به این مهم دست پیدا کنند

پمپ وکیوم آب در گردش

پمپ وکیوم (پمپ خلأ)

پمپ وکیوم یا پمپ خلأ به دستگاه هایی گفته می‌شود که جهت ایجاد مکش و وکیوم بکارگیری میشوند. کارکرد این پمپ ها با توجه به نیاز بازار و تفاوت در نحوه بکارگیری متفاوت است.میزان فشار و دبی درخواستی نیز در انتخاب نوع پمپ موثر است. پمپ های وکیوم با توجه به میزان فشار نهایی و عملکرد دسته بندی میشوند

کاربرد پمپ وکیوم

پمپ وکیوم بصورت‌های مختلف در بخش‌های مختلف زندگی کاربردهای گوناگونی دارد. در زیر به برخی از کاربردهای پمپ وکیوم اشاره می‌شود که برخی از آنها بسیار حائز اهمیت است:

  • کاربرد پمپ وکیوم در منازل: مانند موتور جارو برقی ها و…
  • کاربرد پمپ وکیوم در بیمارستان ها و مطب: در اتاق عمل، وکیوم های دندان پزشکی و….
  • صنایع وکیوم فرمینگ و بسته بندی: برای شکل دهی و…
  • به‌کارگیری پمپ وکیوم در چاپخانه ها و صنعت چاپ: در ماشین الات چاپ و…
  • طلا سازی و فلزات گرانبها: برای تزریق طلا یا فلز و…
  • صنایع چوبی: ماشین آلات و سی ان سی و …
  • صنایع غذا و نوشیدنی: مکش مواد و تزریق توسط پمپ وکیوم برای جلوگیری از فساد و…
  • ریختگری:در ریختگری از پمپ وکیوم برای پرشدن منافذ و نداشتن حباب استفاده می‌شود
  • صنایع لاستیک و پلاستیک:مکش و تزریق لاستیک و پلاستیک، تزریق و مکش در ظروف یکبار مصرف
  • حجامت کردن: مکش خون و…
  • آزمایشگاه ها: دستگاه‌های مکش (دستگاه‌های ساکشن)، ساخت انواع دارو و سرم بواسطه خلأ و …
  • تولید وپالایش نفت: مکش و صافی و….
  • داروسازی: تزریق و خشک کردن و…

امروزه کاربردهای گسترده خلأ ما را برآن می‌دارد که از فشار محیط بهره‌مند‌ های کوناگونی داشته باشیم. فشرده سازی هوا بواسطه کمپرسورها تا فشارهای منفی به وسیله پمپ وکیوم (پمپ خلأ) ایجاد می‌گردد.

انواع پمپ وکیوم (پمپ خلأ)

پمپ‌های وکیوم با توجه به کاربرد و نیاز به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند. حال در این نوشته کوتاه به بررسی چند مورد از انواع پمپ وکیوم که بیشتر از سایرین به کار می روند و نیز قیمت پمپ وکیوم پرداخته‌ایم:

پمپ وکیوم رینگ مایع یا لیکوئید رینگ (Liquid ring):

پمپ‌ وکیوم رینگ مایع مورد استفاده برای بار بخار متوسط تا زیاد است. مایعی که نقش درزگیر را دارد، به همراه خلأ عملیاتی حدود ۳۰ تور به کار می رود. دستیابی به خلأ بیشتر با استفاده از روغن، گلیکول یا سایر سیالات کم فشار شدنی است. از آنجایی که پمپ وکیوم رینگ مایع بوسیله یک سیال سازگار با پروسه بخار و گاز (که باعث آسیب به سایر پمپ‌ها می‌شود) درزگیری شده، این نوع پمپ بسیار مناسب می‌باشد. البته قیمت پمپ وکیوم لیکوئید رینگ نسبتا گران می‌باشد و قابلیت اطمینان بالایی به خاطر سادگی در کارکرد دارد.

پمپ وکیوم روغنی

پمپ وکیوم روغنی

پمپ وکیوم روغنی، یکی از انواع پمپ وکیوم جهت ایجاد خلاء می باشد. پمپ وکیوم روغنی ، جزو دسته پمپ های با رده ی متوسط محسوب می شود و در صنایع متوسط مورد استفاده استفاده قرار می گیرد.

در پمپ وکیوم روغنی بر خلاف پمپ وکیوم آبی از روغن استفاده میشود. مکانیسم عملکرد پمپ وکیوم روغنی بدین صورت است که با گردش روتور بوسیله الکتروموتور، روغن وارد سیلندر می شود. سیلندر وظیفه ی آبکاری ، روغن کاری و خنک کردن قطعات را بر عهده دارد . تیغه ها فضای خالی موجود میان روتور و سیلندر را از طریق تماس با دیواره ی داخلی سیلندر به دو نیم تقسیم می کنند که مقداری از هوای موجود در محل وکیوم در آن حبس می شود. حرکت روتور حجم فضای خالی را کاهش داده و هوای داخل آن را متراکم می کند و نیروی حاصل از این فشار سبب خروج هوا و مقداری روغن می شود.

روغن وکیوم نقش مهمی در ایجاد وکیوم در پمپ دارد به طوری که اگر از روغن بی کیفیت استفاده شود امکان آسیب به پمپ وجود دارد.

پمپ وکیوم روتاری وین با پره دوار (Rotary vane pump):

پمپ وکیوم روتاری وین نیز دارای درزگیر روغن هستند و کاربرد آنها برای پمپاژ گازهای خنثی خشک و تمیز است. باتوجه به اینکه روغن به عنوان درزگیر و روان کننده پمپ به کار می رود، محدوده وکیوم عملیاتی این نوع پمپ حدود پنج تور است. پمپ‌های وکیوم روتاری وین (Rotary vane pump) معمولا هوا – سرد، هدایت – مستقیم هزار و ۷۵۰ آر پی ام هستند و نیز این نوع از پمپ نیاز به فضای کمتری (نسبت به سایر پمپ‌ها) دارد. از لحاظ قیمتی، این نوع پمپ با توجه به خلأ تولیدی، در کلاس متوسط قرار می‌گیرد. همچنین لازم به ذکر است که پمپ وکیوم روتاری وین بیشترین استفاده را در بین انواع پمپ وکیوم داراد.

پمپ وکیوم روتاری پیستون یا پیستون دوار (Piston pump):

پمپ وکیوم روتاری پیستون از انواع پمپ وکیوم صنعتی (Industrial Vacuum pump) برای کاربردهای سنگین هستند و برای ایجاد خلأ در بازه یک تا پنجاه تور تولیده شده و بکار برده می‌شوند. کاربرد پمپ‌های وکیوم روتاری پیستون زمانی است که آلودگی زیاد بوده و بایستی توسط پمپ تحمل شود. قابلیت اطمینان این نوع پمپ مناسب بوده و قیمت نسبتا بالای آن نشان دهنده کارکرد خوب پمپ‌های پیستون دوار است.

پمپ وکیوم خشک یا پمپ وکیوم درای (Dry Vacuum pump)

پمپ وکیوم خشک پمپ‌هایی هستند که بدون نیاز به مایع درزگیر، گازها را فشرده می کنند. پمپ‌های خشک در محیط های به شدت خورنده که بقیه انوع پمپ قابل استفاده نیستند، استفاده می شوند. خلأ ایجاد شده توسط این نوع پمپ در بازه یک اتمسفر تا ۱۰ میلیمتر جیوه است. در ساختمان پمپ وکیوم خشک، مارپیچ به کار رفته است.

وکیوم بوستر یا تقویت کننده خلأ (booster pump یا Roots blower):

وکیوم بوستر روتس روتاری لوب یا روتس بلوئر، شتاب دهنده‌ي گاز هستند که باعث بهبود سرعت سیال تزریقی به پمپ وکیوم شده و بنابراین افزایش ظرفیت تجهیزات خلأ موجود را به دنبال دارد.

پمپ وکیوم آب در گردش (Circulating Water Vacuum Pump)

پمپ وکیوم آب در گردش یکی از محبوبترین انواع پمپ‌ وکیوم است. کاربرد این پمپ بصورت وسیع در صنایع جهت جابجای انواع گازها و مایعات به علل متعددی از جمله تک محوره بودن، عدم اصطکاک بین قطعات مکانیکی و استهلاک کم پمپ است. اگر مایع در گردش پمپ آب باشد می‌توان تا فشار ۳۳ میلی بار رسید که این فشار همان فشار بخار آب در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد است. برای دستیابی به فشارهای پایین‌تر می‌توان از روغن بعنوان مایع در گردش استفاده نمود که فشار نهایی وکیوم پمپ بستگی به فشار بخار روغن مورد استفاده دارد.برای بازدهی بهتر پمپ باید مایع در گردش همواره خنک باشد، قطعات متحرک پمپ را بصورت دوره‌ای بازدید و تعویض نمود. از خروجی وکیوم پمپ آبی بعنوان کمپرسور گاز نیز استفاده می‌شود که کاربرد بسیار زیادی درصنایع دارد. مثل جابجایی گازCO2 کارخانه و گازهای فرآیندی نفت و گاز و همینطور انتقال کلیه مواد اسیدی و بازی که با هیچ پمپ دیگری امکان پذیر نیست.

نتیجه:

در بالا در مورد پمپ وکیوم روغنی هم توضیح دادم که اگر بخواهیم برای خرید به صرفه تر تصمیم گیری کنیم حتما وکیوم آبی پیشنهاد میکنیم. آن هم به این دلیل است که روغن وکیوم قیمت بسیار بالایی دارد و همچنین هزینه تعمیر بالاتری نسبت به وکیوم آبی دارد