انواع پمپ وکیوم (Vaccum Pump) یا پمپ خلاء از تجهیزات پرکاربرد صنعتی هستند چرا که خلاء در رنج گسترده و متنوعی از فرایندهای تولید صنعتی استفاده می‌شود. همان‌طور که از اسم این تجهیز پیداست، برای به‌وجود آوردن، بهبود بخشیدن و همینطور حفظ خلاء مورد استفاده قرار می‌گیرد.
عملکرد پمپ وکیوم:
عملکرد تمام پمپ‌های وکیوم صنعتی از لحاظ اصول اولیه مشابه است. به این صورت که مولکول‌های هوا و دیگر گازها از محفظه‌‌ای که خلاء در آن اتفاق می‌افتد، توسط پمپ وکیوم خارج می‌شوند و به این صورت عمل وکیوم انجام می‌شود. هرچه فشار محفظه کمتر شود، مولکول‌های اضافی سخت‌تر از قبل امکان حذف شدن پیدا می‌کنند. در نتیجه نیاز به پمپ‌های مختلفی در سیستم خلاء احساس می‌شود. این پمپ‌های خلاء یک نسبت از محدوده فشار بسیار بزرگی که سیستم خلاء صنعتی باید در آن کار کند را پوشش می‌دهد. این محدوده فشار از 1 تا 6-10 Torr (Torr 760 معادل 1 اتمسفر است) و از 1.3 تا 13.3 میلی بار متغیر است. این فشار در تحقیقات علمی به مقدار Torr 10-9 یا کمتر از این مقدار می‌رسد.
اجزاء اصلی تشکیل دهنده پمپ وکیوم:
در قسمت پشت پمپ، موتور الکتریکی و در جلوی آن کمپرسور قرار دارد. همچنین در بالای پمپ یک دسته و در پایین آن نیز پایه پشتیبانی وجود دارد. علاوه بر این دارای یک ورودی متصل به سیستم است که هوا را از سیستم خارج می کند و همینطور دارای یک اگزوز می‌باشد که پخش کردن هوا در محیط را انجام می‌دهد.
انواع پمپ وکیوم:
تقسیم بندی انواع پمپ وکیوم با توجه به رنج های مختلف خلاء در سه دسته صورت می‌گیرد که شامل پمپ‌های اولیه یا پشتیبان، پمپ‌های تقویت کننده و پمپ‌های ثانویه می‌باشند. هر کدام از این پمپ‌ها به ترتیب محدوده فشاری خلاء بالا، بسیار بالا و فوق العاده بالا را در بر می‌گیرند.
همچنین دو دسته‌بندی دیگر برای پمپ وکیوم وجود دارد و عبارتند از :
پمپ انتقال گاز (Gas Transfer Pump) و پمپ جذب (Entrapment Pump)
پمپ انتقال جذب نیز به دو دسته جنبشی (Kinetic) و جابجایی مثبت (Positive Displacement) تقسیم می‌شود.
دسته بندی های اصلی پمپ خلاء شامل موارد زیر می‌شود:
پره ای دوار (Rotary Vane Vacuum Pump):
از ویژگی‌های پمپ وکیوم پره‌ای دوار یا چرخشی به کوچک بودن سایز، قیمت مناسب و کارایی بالا آنها می‌توان اشاره کرد. برای حلال‌هایی با نقطه جوش پایین مناسب هستند و برای عملکردشان به روغن نیاز دارند. یکی از نکات منفی این پمپ این است که هر 3000 ساعت یکبار برای بهینه عمل کردن پمپ باید روغن آن را تعویض کرد.
پمپ وکیوم پره‌ای دوار
دیافراگمی (Diaphragm Vacuum Pump):
پمپ وکیوم دیافراگمی در برابر خوردگی مقاومت دارند. به همین دلیل در صنایع مختلفی مثل شیمی، مواد غذایی، لوازم آرایشی کاربرد دارند. همچنین نیاز به روغن و روغن کاری ندارند و مزیت های پمپ های خشک را دارند. اما نسبت به پمپ وکیوم پره ای دوار خلاء کمتری دارند.
حلقه مایع (Liquid Ring Vacuum Pump):
عملکرد پمپ وکیوم حلقه مایع به این صورت است که پمپاژ مایع در مقابل دیواره های پمپ، سانتریفیوژ می‌شود. کاربرد این نوع پمپ در کارخانه های تقطیر، نیروگاه ها، پالایشگاه های نفت، معادن، کارخانه های قند و … می‌یاشد.
وکیوم حلقه مایع
اسکرول (Scroll Vacuum Pump):
کاربرد پمپ وکیوم اسکرول در تحقیقات و آزمایشگاه‌ها پیشنهاد می‌شود. چرا که هم به صورت خیس هم به صورت خشک قابل استفاده می‌باشند. سایز کوچک و بی صدا کار کردن آنها از مزایای آنهاست. اما حساسیت آنها به خاک و ذرات که باعث ایجاد خلل در مهروموم مارپیچی آن می‌شود از معایب این پمپ است.
پمپ خلاء اسکرول
توربومولکولی (Turbomolecular Vacuum Pump):
پمپ وکیوم توربومولکولی برای مواردی مثل ابزارهای تحلیلی یا آنالیز آزمایشگاهی که به خلاء فوق العاده بالا نیاز دارند، بسیار مناسب هستند. همچنین به روغن نیاز ندارند. اما از معایب آن می‌توان به هزینه بالای آن اشاره کرد و به علت تاثیر نوع گاز پمپاژ شده بر روی سرعت پمپ، برای گازهای سبک سرعت پایین تری دارند.
پمپ خلاء توربومولکولی
در ادامه به بررسی سه دسته بندی دیگر پمپ وکیوم می‌پردازیم:
پمپ وکیوم خشک یا همان پمپ خلاء صنعتی که بدون روغن کار میکند.
پمپ وکیوم روغنی نیز پمپ خلاء صنعتی‌ای است که با روغن در گردش کار میکند.
و پمپ وکیوم ضد اسید.
تکنولوژی‌های پمپ وکیوم با توجه به فرایند فشرده‌سازی گاز که در معرض آب یا روغن قرار گرفته باشند، در نظر گرفته می‌شود. پمپ وکیوم روغن‌کاری شده را پمپ وکیوم روغنی یا مرطوب (Wet) و بدون روغن‌کاری شده را خشک (Dry) می‌نامند.
پمپ وکیوم روغنی (Oil vacuum pump):
یکی از انواع پمپ وکیوم، پمپ وکیوم روغنی می‌باشد. نحوه کار پمپ وکیوم روغنی یا مرطوب به این صورت است که آب بندی یا روغن کاری را به‌وسیله مایع که آب یا روغن است، انجام می‌دهند. دوام و کارآمدی بیشتر از مزایای آن است با اینکه هر دوازده ساعت یک بار نیاز به سرویس شدن دارند. همچنین آلوده سازی گاز پمپ شده توسط این مایع از معایب این نوع پمپ است. به همین دلیل در برخی از صنایع مثل مواد غذایی نمی توان از این نوع پمپ استفاده کرد.
پمپ وکیوم خشک (Dry vacuum pump):
از دیگر انواع پمپ وکیوم خشک بوده و با وجود این که این پمپ از سیال استفاده نمی‌کند، اما به علت استفاده از روغن یا گریس یا مواد روان کننده در چرخ‌دنده‌ها و یاتاقان‌های پمپ نمی‌توان گفت به طور کامل بدون روغن کار میکند. علاوه بر اینکه پمپ وکیوم خشک به دلیل نداشتن مواد روان کننده، باعث کاهش خطر آلودگی محصول می‌شود، مزیت زیست محیطی هم دارند و مثل پمپ‌های روغن‌کاری شده به دفع روغن نیاز ندارند و در صنایع کشاورزی و مواد غذایی بیشترین کاربرد را دارد.
پمپ وکیوم ضداسید (Anti-acid vacuum pump):
در این قسمت به بررسی پمپ وکیوم ضد اسید پرداخته شده است. از آن‌جایی که یکی از مصارف پمپ‌های وکیوم در صنایع شیمیایی است و به علت استفاده از مواد شیمیایی، تجهیزات صنعتی و بخصوص پمپ‌ها دچار خوردگی شده و این بخش بزرگی از خسارات وارد شده را شامل می‌شود، باید در انتخاب موادی که در سیستم پمپ استفاده می‌شود، دقت بیشتری کرد. برای استفاده از هرکدام از اسیدها در پمپ وکیوم، ماده متفاوتی پیشنهاد می‌شود و طبق باور همگان اینگونه نیست که تنها فولاد ضدزنگ در برابر انواع و اقسام مواد شیمیایی مقاومت دارد. در ادامه چند پمپ وکیوم ضد اسید با مواد سازنده متفاوتی که در برابر خوردگی مقاومت دارند معرفی شده است.
برای سیستم‌های حاوی اسید سولفوریک غلیظ که غلظت 80درصد به بالا و درجه حرارت 80درجه به پایین دارند، از فولاد کربن و چدن استفاده می‌شود. البته فولاد ضدزنگ آلیاژ 20 و چدن با سیلیکون بالا ، فلوروپلاستیک و روکش فلورین، بخاطر موارد اقتصادی و همینطور سرعت و جریان زیاد اسید سولفوریک پیشنهاد می‌شود.
برای سیستم‌های حاوی اسید استیک از فولاد ضدزنگ استفاده می‌شود. برای اسید استیک با درجه حرارت بالا از فولاد ضدزنگ گرید 316 که مولیبدن دارد، استفاده می‌شود. برای اسید استیک هم با درجه حرارت و هم با غلظت بالا از فولاد ضدزنگ آلیاژبالا استفاده می‌شود. همچنین پمپ خلاء فلوروپلاستیک نیز پیشنهاد می‌شود.
برای سیستم‌های حاوی اسیدهیدروکلریک پمپ لاستیکی با روکش‌هایی از موادی شامل پلی پروپیلن و فلوروپلاستیک استفاده می‌شود.
برای سیستم‌های حاوی گازهای نیتریک اسید که درجه حرارت بالایی داشته باشد، تیتانیوم و آلیاژتیتانیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
جمع بندی:
اساس عملکرد پمپ های وکیوم صنعتی صرف نظر از فناوری آنها ثابت می ماند. برای انتخاب پمپ خلاء مورد نیاز باید عوامل مختلفی را مورد نظر قرار داد. با توجه به هدف مدنظر باید فناوری، روغن کاری، مقاومت شیمیایی، سطح خلاء و سرعت جریان مورد نیاز را انتخاب کرد. بنابراین شناخت انواع پمپ وکیوم امری مهم و ضروری می‌باشد.
