مقدمهاي بر پمپهاي مکش

هنگام طراحي يا بهره برداري از سيستم مکش، درک عملکرد آنها بسيار مهم است. ما متداول‌ترين انواع پمپ‌هاي مکش و اصول عملکرد آنها و مکاني که در سيستم مورد استفاده قرار مي‌گيرند را مرور خواهيم کرد. در ماه‌هاي آينده به جزئيات بيشتري از هريک از اين پمپ‌ها خواهيم پرداخت.

دسته‌بندي پمپ‌هاي مکش (با فشار عملياتي)

پمپ‌هاي مکش بر اساس محدوده فشار عملياتي به صورت زير طبقه‌بندي مي‌شوند: پمپ‌هاي اوليه، پمپ‌هاي تقويت کننده يا پمپ‌هاي فرعي. در هر محدوده فشار چندين نوع پمپ خلا مختلف وجود دارد که هر کدام از فناوري متفاوتي بهره مي‌برند و هر کدام از مزاياي منحصر به فرد در رابطه با ظرفيت فشار، سرعت جريان، هزينه و نيازهاي نگهداري برخوردار هستند.

صرف نظر از طراحي آنها، اصول کارکرد آنها همين است. پمپ‌هاي مکش با خارج کردن مولکول‌هاي هوا و ساير گازها از محفظه مکش يا از سمت خروجي پمپ مکش بالاتر در صورت اتصال به مجموعه، عمل مي‌کنند. با کاهش فشار در محفظه و حذف مولکول‌هاي اضافي، آنها از نظر ظاهري فشرده‌تر مي‌شوند. در نتيجه، يک سيستم مکش صنعتي بايد قادر باشد بيش از بخشي از يک محدوده فشار فوق‌العاده بزرگ عمل کند، به طور معمول فشار آنها از 1 تا 10 متفاوت است. در تحقيقات و کاربردهاي علمي اين ميزان تا 10-9 Torr يا بالاتر افزايش داشته است. براي دستيابي به اين هدف، از چندين سبک مختلف پمپ در يک سيستم معمولي استفاده مي‌شود که هر يک بخشي از محدوده فشار را پوشش مي‌دهند و در بعضي مواقع به صورت سري کار مي‌کنند.

سيستم‌هاي مکش در گروه بندي گسترده‌اي از محدوده فشار زير قرار مي‌گيرند:

• مکش کم:> فشار اتمسفر به 1 Torr


• مکش متوسط: يک تا 10-3 Torr


• مکش بالا: 10-3 Torr  تا 10-7 Torr


• مکش فوق العاده بالا: 10-7 Torr  تا 10-11 Torr


• خلاء شديد شديد: < 10-11 Torr

انواع مختلف پمپ‌هاي مکش را مي‌توان به صورت زير تقسيم‌بندي کرد:

• پمپ‌هاي اوليه (پشتيبان): محدوده فشار مکش کم.


• پمپ‌هاي تقويت کننده: محدوده فشار مکش کم.


• پمپ‌هاي ثانويه (مکش بالا): دامنه مکش بسيار بالا و فوق العاده بالا.

دو فناوري مورد استفاده در پمپ‌هاي مکش عمليات انتقال گاز و جذب گاز است. پمپ‌هاي انتقال با انتقال مولکول‌هاي گازي توسط هر دو تبادل حرکت (عمليات جنبشي) يا جابجايي مثبت کار مي‌کنند. همان تعداد مولکول‌هاي گازي که وارد آن مي‌شوند از پمپ تخليه مي‌شوند و هنگام بيرون کشيدن گاز فشاري کمي بالاتر از فشار اتمسفر دارند. نسبت فشار اگزوز (خروجي) به کمترين فشار بدست آمده (ورودي) نسبت فشرده‌سازي ناميده مي‌شود.

پمپ‌هاي انتقال جنبشي بر اساس اصل انتقال نيرو کار مي‌کنند و گاز را به سمت خروجي پمپ هدايت مي‌کنند تا احتمال افزايش مولکول به سمت خروجي با استفاده از تيغه‌هاي پرسرعت يا بخار وارد شده فراهم شود. پمپ‌هاي جنبشي معمولا داراي حجم درزگير نيستند اما در فشارهاي کم مي‌توانند به نسبت فشار کمتري برساند.

پمپ‌هاي انتقال جابجايي مثبت با به دام انداختن مکانيکي يک حجم گاز و انتقال آن از طريق پمپ کار مي‌کنند. آنها اغلب در چند مرحله بر روي شفت پيشران معمولي طراحي مي‌شوند. حجم جدا شده با فشار بيشتر به حجم کمتري فشرده مي‌شود و سرانجام گاز فشرده شده به اتمسفر (يا به پمپ بعدي) منتقل مي‌شود. اتفاق معمول به اين صورت است که دو پمپ انتقال به صورت سري مورد استفاده قرار مي‌گيرند تا مکش بالاتر و سرعت جريان بيشتري فراهم کنند. به عنوان مثال، يک پمپ توربو مولکولي را مي‌توان در يک سري با پمپ پيمايشي (جابجايي مثبت) به عنوان يک سيستم بسته‌بندي شده خريداري کرد.

پمپ‌هاي جذب با گرفتن مولکول‌هاي گازي روي سطوح درون سيستم مکش کار مي‌کنند. پمپ‌هاي جذب با سرعت جريان کمتري نسبت به پمپ‌هاي انتقال کار مي‌کنند اما مي‌توانند مکش فوق العاده بالا را تا 10-12 Torr ايجاد کرده و مکش بدون جذب روغن ايجاد کنند. پمپ‌هاي جذب با استفاده از تراکم کرايوژنيک، واکنش يوني يا واکنش شيميايي عمل مي‌کنند و هيچ قسمت متحرکي ندارند