پمپ‌های وکیوم از تجهیزات کاربردی و پراستفاده‌ای هستند که کاربردهای صنعتی، نیمه‌صنعتی و غیر صنعتی متعدد داشته و می‌توانند بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلفی دسته‌بندی همچون نحوه عملکرد، میزان فشار مکش، سرعت، نوع موتور محرک، سیستم خنک‌کننده، تعداد مراحل کار و … دسته‌بندی شوند. پمپ توربومولکولی یا توربومولکولار (Turbomolecular Pumps) از جمله پمپ‌هایی است که برای رسیدن فشار به محدوده خلأ بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پمپ‌ها در مقایسه با پمپ‌های دیفیوژنی نیاز به مراقبت و نگهداری کمتری داشته و راحت‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه این مطلب از پارس وکیوم به بررسی کامل این پمپ‌ها، مزایا و معایب و همچنین کاربردهای آنها پرداخته خواهد شد.
پمپ توربومولکولی چیست؟
پمپ‌های توربومولکولی در حقیقت نوعی از پمپ‌های وکیوم جنبشی هستند که با استفاده از روتور چرخشی بسیار سریع (معمولاً بین ۲۴۰۰۰ تا ۹۰۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخند) کار می‌کنند. این پمپ‌ها معمولاً دارای ابعاد کوچکی بوده و نیازی به خنک‌سازی با آب ندارند و می‌توانند به سرعت به خلأ مورد نظر برسند. با استفاده از این پمپ‌ها می‌توان سرعت پمپاژ را با دقت بالایی ثابت نگه داشت. پمپ‌های توربومولکولی یا در محدوده خلأ متوسط، خلأ بالا و خلأ فوق‌العاده بالا (UHV) با سرعت ثابت پمپاژ تا ۴۰۰۰ لیتر در ثانیه قابلیت استفاده دارند. پمپ توربومولکولار در سال ۱۹۵۸ به وسیله بکر و بر اساس پمپ‌های کشش مولکولی قدیمی که توسط ولفگانگ گاید در سال ۱۹۱۳ اختراع شده بود، اختراع شد و با برخورد مکرر با یک تیغه فلزی در حال حرکت می‌توانند مولکول‌های گاز را در جهت مورد نظر هدایت کنند.
پیشنهاد: اگر قصد خرید بلوئر مطمئنی دارید که با استفاده از آن، دیگر دغدغه‌ای بابت کیفیت محصولات خود نداشته باشید، می‌توانید به سایت ما مراجعه کرده و خرید خوبی را تجربه کنید.
نحوه عملکرد پمپ‌های توربومولکولی
اکثر پمپ‌های توربومولکولی دارای چندین مرحله بوده و هر مرحله از یک روتور که به سرعت در حال چرخش است و یک جفت استاتور که ثابت است تشکیل می‌شود. این سیستم همانند یک کمپرسور کار می‌کند و به جای اینکه از گاز انرژی دریافت کند به آن انرژی جنبشی می‌دهد. مولکول‌های گاز از مراحل فوقانی و دهانه پمپ به مراحل پایین و خروجی منتقل شده و تا سطح فشار خلأ پمپ پشتیبان فشرده خواهند شد. با ورود گاز به داخل ورودی، روتور که تعدادی پره زاویه‌دار دارد به مولکول‌ها برخورد کرده و انرژی مکانیکی به مولکول‌های گازی منتقل خواهد شد و این انرژی مولکول‌های گازی وارد سوراخ‌های انتقال گاز در استاتور می‌شوند. این فرآیند باعث می‌شود که مولکول‌های گاز مجدداً با سطح روتور برخورد کرده و با ادامه این روند در نهایت از طریق خروجی پمپ توربومولکولار به بیرون هدایت می‌شوند.
به علت حرکت نسبی روتور و استاتور و زوایای خاص تعبیه شده در آنها، مولکول‌ها به سمت پایین پره‌ها اصابت می‌کنند. عملکرد این پمپ‌ها به‌شدت به فرکانس روتور مرتبط بوده و با افزایش سرعت، پره‌های روتور بیشتر منحرف می‌شوند. برای افزایش سرعت و کاهش تغییر شکل، مواد محکم‌تر و طرح‌های مختلف برای پره‌ها در نظر گرفته می‌شود.
انواع روتورهای پمپ توربو مولکولی
عملکرد پمپ‌های توربو مولکولی به‌شدت تحت تأثیر فرکانس روتورها هستند و میزان انحراف پره‌های روتور می‌تواند در خلأ تولید شده مؤثر باشند. این پمپ‌ها از روتورهای مختلفی استفاده می‌کنند که رایج‌ترین آنها شامل روتورهای بلبرینگ مکانیکی، روتورهای بلبرینگ مغناطیسی و روتورهای بلبرینگ هیبریدی هستند و هرکدام از آنها می‌توانند کاربردها و مزیت‌های متعددی داشته باشند.
پیشنهاد مطالعه: ما یک مقاله در مورد پمپ وکیوم کولر گازی پرداختیم که می توانید آن را مطالعه کنید.
مزیت‌های پمپ توربومولکولی
پمپ‌های توربومولکولی همانند انواع پمپ‌های وکیوم می‌توانند از مزیت‌های متعددی برخوردار باشند به همین دلیل می‌توانند کاربردهای متعددی داشته باشند. از مهم‌ترین مزایای این پمپ‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- این پمپ‌ها دارای چندین پره متحرک و ثابت هستند.
- مولکول‌های گاز توسط پره‌های متحرک از محیط مکیده و به محیط دیگری انتقال داده می‌شود.
- این پمپ‌ها از سرعت دورانی بسیار زیادی برخوردارند و بلبرینگ آنها از کیفیت بالایی برخوردار است.
- پره‌های ثابت دارای شیب مناسبی برای هدایت صحیح موکول‌ها هستند
- این پمپ‌ها لرزش و صدای بسیار کمی داشته و از طول عمر بالایی برخوردارند.
- دارای قابلیت ایجاد خلأ بدون آلودگی بوده و نیازی به خنک کاری ندارند.
- برای مدت‌های طولانی نیازی به روغن‌کاری ندارند.
- این پمپ‌ها می‌توانند خلأ بسیار زیادی ایجاد کنند.
- پمپ توربومولکولی به زمان کمی برای راه‌اندازی نیاز داشته و قابلیت نصب در هر جهتی را دارد.
- این پمپ‌ها به برق حساسیت نداشته و از فشار پشتیبان بالایی برخوردارند.
در کنار تمامی مزیت‌هایی که برای پمپ‌های توربو مولکولی عنوان شد از معایب مختلفی نیز برخوردارند که مهم‌ترین آنها شامل مکانیکی بودن سیستم، قیمت بالا، عدم تولید در ابعاد بزرگ، حساسیت بالا نسبت به ورود ذرات خارجی، هزینه‌های بالای تعمیرات، امکان تأثیر متقابل امواج الکترومغناطیس و … هستند.
اجزای پمپ‌های توربو مولکولی و کاربرد آن
پمپ‌های توربو مولکولی همانند انواع پمپ‌های وکیوم دیگر می‌توانند از اجزا و بخش‌های مختلفی همچون پوسته، اگزوز، تیغه‌های گردان، دریچه تزریق روغن، لوله و دریچه اگزوز، درجه میزان روغن، لوله سوپاپ، مخزن جمع‌آوری اضافات، لوله ورودی و خروجی هوا، محفظه گاز و دریچه گاز (جلوگیری از میعان روغن در محفظه پمپ) تشکیل می‌شوند. با توجه به مزیت‌هایی که این پمپ‌ها دارند می‌توانند کاربردهای متعددی داشته باشند که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر هستند.
- استفاده در صنایع داروسازی، غذایی، شیمیایی، چاپ، بهداشتی
- استفاده در فیزیک هسته‌ای
- استفاده در اسیدسازی، آزمایشگاه‌های نفت
- استفاده در صنعت هوایی و فضایی
- استفاده در خشک‌کن‌ها و …
پیشنهاد مطالعه: همچنین شما برای آشنایی بیشتر با انوع پمپ می‌توانید مقاله انواع پمپ را که در ایم مورد نگاشته شده است را مطالعه کنید.
مهم‌ترین نکات استفاده از پمپ توربومولکولی
برای به‌کارگیری پمپ‌های توربومولکولی و استفاده از آنها لازم است که به نکات و پارامترهای مختلفی توجه داشت که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر هستند:
- قبل از استفاده باید دفترچه راهنمای پمپ به دقت مطالعه شود.
- از دهانه ورودی در برابر ذرات خارجی محافظت شود و حتماً توری در دهانه ورودی پمپ نصب شود.
- این پمپ‌ها باید دور از حرارت مستقیم باشند و نباید در مسیر مستقیم مواد تبخیر شده قرار بگیرد.
- پمپ حتماً باید به‌صورت منظم خنک کاری شود.
- از لرزش پمپ در حین کار جلوگیری شود
- از راه‌اندازی در فشار بالا با استفاده از یک مکانیزم حفاظتی خودداری شود.
- جابه‌جایی و حرکت پمپ تنها در زمانی که پمپ کاملاً متوقف است انجام شود.
- از گاز خشک برای هوادهی (vent) پمپ استفاده شود.
قیمت پمپ توربومولکولی
همان‌طور که گفته شد پمپ‌های توربومولکولی در مقایسه با پمپ‌های معمولی و پمپ‌های دیفیوژن از قیمت بالاتری برخوردار هستند. قیمت این پمپ‌ها می‌تواند تحت تأثیر عوامل و فاکتورهای مختلفی همچون برند و شرکت تولیدکننده، استانداردهای تولید و مدت زمان گارانتی، نرخ ارز و نوسانات آن، ابعاد و اندازه‌های پمپ، میزان قدرت پمپ، هزینه‌های تعمیر و نگهداری و … باشد به همین دلیل نمی‌توان قیمت مقطوعی برای آنها عنوان کرد.
بیشتر بدانید: یکی از انواع پمپ وکیوم، پمپ خلا دیافراگمی می‌باشد برای آشنایی بیشتر با این نوع پمپ مقاله مربوط به آن در پارس وکیوم را مطالعه کنید.
جمع‌بندی نهایی
پمپ توربومولکولی از جمله پمپ‌های وکیوم جنبشی است که توسط روتور چرخشی کار می‌کند و می‌تواند در محدوده‌های خلأ متوسط، خلأ بالا و خلأ فوق‌العاده بالا به کار برود. این پمپ‌ها کاربردهای متعددی در صنایع غذا و دارو، شیمیایی، بهداشتی، فیزیک و … دارند و می‌توانند مزایای متعددی همچون سروصدای کم، طول عمر و ماندگاری بالا، لرزش پایین و … داشته باشند.
