پمپ خلا از جمله تجهیزاتی هستند که امروزه از کاربردهای صنعتی، نیمه‌صنعتی و غیر صنعتی متعددی برخوردارند و می‌توانند با تخلیه هوای یک محیط یا محفظه آب‌بندی شده، یک خلا نسبی ایجاد کنند. پمپ‌های وکیوم همانند کمپرسورهای هوا می‌توانند بر اساس فاکتورهای مختلفی همچون فشار عملیاتی، نحوه و مراحل کار، ابعاد و اندازه و … دسته بندی شده و هر کدام می‌توانند ویژگی‌ها، قابلیت‌ها، مزایا و معایب و کاربردهای متفاوتی داشته باشند. پمپ خلا روتاری یکی از انواع پمپ‌های وکیوم است که در دسته پمپ‌های جابجایی مثبت قرار داشته و کاربردهای صنعتی متعددی دارد. در ادامه مطلب به بررسی و معرفی کامل پمپ‌های وکیوم روتاری و انواع آن‌ها پرداخته می‌شود.
پمپ خلا روتاری چیست؟
همان‌طور که گفته شد پمپ وکیوم (Vacuum Pump) به دستگاهی گفته می‌شود که می‌تواند مولکول‌های هوا یا گاز را از یک محیط یا محفظه آب‌بندی شده تخلیه کرده و یک فشار منفی یا خلا نسبی ایجاد کند. پمپ وکیوم روتاری یکی از انواع پمپ‌های جابجایی مثبت است با استفاده از مجموعه‌ای از پره‌ها هوا یا گاز پمپ شده را به روتور می‌مکد و در نهایت گاز را فشرده کرده و تخلیه می‌کند. محدوده فشار ایجاد شده توسط انواع پمپ‌های وکیوم روتاری از فشار یک اتمسفر تا محدوده فشار بالاتر از 10-4 میلی بار خواهد بود. در اصل فرآیند پمپاژ کردن گازها در پمپ وکیوم روتاری توسط حرکت چرخشی پره‌ها انجام خواهد شد. این پمپ‌ها با برخورداری از یک پمپ الکتریکی قادر به چرخش مجموعه روتور خواهند بود. روتور پمپ نیز می‌تواند شامل دو تیغه لغزنده با زاویه ۱۸۰ درجه و یا ۳ تیغه با زاویه ۱۲۰ درجه باشد. البته امروزه پمپ‌های روتاری دیگری وجود دارند که از تعداد تیغه‌های بیشتری برخوردارند. نیروی گریز از مرکز در این پمپ‌ها بدون کمک گرفتن از فنر، تیغه‌ها را به دیواره می‌چسباند.
انواع پمپ وکیوم روتاری
همان‌طور که گفته شد پمپ‌های وکیوم روتاری از یک فرآیند منحصربه‌فرد برای ایجاد فشار منفی و خلا نسبی استفاده می‌کنند و از دسته پمپ‌های جابجایی مثبت به شمار می‌روند. این پمپ‌ها می‌توانند همانند سایر پمپ‌های دیگر بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلفی دسته بندی شده و کاربردهای متفاوتی داشته باشند. از نظر نوع اتصال موتور، پمپ‌های وکیوم روتاری شامل دو دسته پمپ روتاری اتصال مستقیم به موتور و پمپ روتاری تسمه‌ای هستند در حالی که از نظر فشار کاری و تعداد مراحل کار شامل دو دسته پمپ‌های یک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای می‌باشند که پمپ‌های تک مرحله از دبی بیشتر و پمپ‌های دو مرحله‌ای از هد بیشتری برخوردارند. مهم‌ترین فاکتور دسته‌بندی پمپ‌های وکیوم روتاری، نحوه خنک کاری آن‌ها است و بر این اساس این پمپ‌ها به سه دسته اصلی پمپ وکیوم آب در گردش یا رینگ آبی، پمپ وکیوم روغنی و پمپ وکیوم خشک تقسیم می‌شوند.
پمپ وکیوم روتاری خشک
پمپ‌های وکیوم روتاری خشک از هیچ‌گونه سیالی (آب و روغن) برای خنک کاری استفاده نکرده و از جریان هوای برای خنک کاری قطعات استفاده می‌کند. این پمپ‌ها معمولاً در محیط‌هایی که به دلیل آلودگی‌های زیاد و خورندگی بالا امکان استفاده از پمپ‌های روغنی و آبی وجود ندارد به کار می‌روند. در پمپ‌های خشک دیافراگم با سرعت بسیار زیاد به وسیله یک میله کشیده می‌شود که بر روی یک بادامک قرار گرفته است و به وسیله موتور چرخانده می‌شود و این کار باعث می‌شود گاز از یک دریچه به دریچه دیگری راه پیدا کند. از مهم‌ترین مزیت‌های پمپ‌های خشک روتاری می‌توان به قیمت مناسب، سایز کوچک، طول عمر و ماندگاری بالا، آلودگی صوتی ناچیز، عدم ایجاد آلایندگی و … اشاره کرد هرچند که معمولاً ظرفیت فشار کمی در مقایسه با پمپ‌های رینگ مایع دارند. از مهم‌ترین کاربردهای پمپ خشک روتاری نیز می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- صنایع الکترونیک
- صنایع غذایی و دارویی
- تولیدات فرایندی مانند تولید شیمیایی، پتروشیمی، فولاد، پلاستیک، شیشه، سرامیک و …
- تحقیقات علمی و آزمایشگاهی به منظور تست‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی
پمپ وکیوم روتاری آبی
پمپ خلا روتاری آبی یکی از پمپ‌های وکیوم است که از آب برای خنک کار و روان کاری قطعات استفاده می‌کند و می‌تواند کاربردهای صنعتی بسیار زیادی داشته باشد. این پمپ‌ها بیشتر در جابجایی گازها و مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این پمپ‌ها باید آب تا حداقل مرکز بدنه وجود داشته باشد و نحوه عملکرد آن‌ها به این صورت است که گاز به داخل دریچه داخلی وارد شده و با استفاده کردن از یک روتور خارج از مرکز حفظ می‌شود و در نهایت فشرده و به دریچه خروجی هدایت خواهد شد. پمپ‌های خلأ آبی روتاری می‌توانند انواع مختلفی همچون پمپ وکیوم آبی تک پروانه، پمپ وکیوم آبی دو پروانه و پمپ وکیوم آبی با بیش از دو پروانه داشته باشند و هر کدام از آن‌ها کارایی و عملکرد متفاوتی خواهند داشت. از مهم‌ترین مزیت‌های پمپ وکیوم آبی روتاری می‌توان به مواردی راندمان بالا، کارکرد بدون لرزش، عدم نیاز به روغن‌کاری اجزای داخلی، مصرف پایین انرژی، فشار خلأ متوسط و مناسب، طول عمر بالا، قیمت مناسب و … اشاره کرد. مهم‌ترین کاربردهای پمپ روتاری وکیوم آبی نیز شامل موارد زیر هستند
- استفاده در صنایع بسته‌بندی و چاپ و …
- استفاده در صنعت بسته‌بندی غذا و نوشیدنی
- استفاده در صنایع ریخته‌گری، پلاستیک، پتروشیمی، تولید روغن و مواد نفتی
- استفاده در صنعت تولید کاشی و سرامیک
- استفاده در صنعت ساختمانی و کوره‌های آجرپزی
- استفاده در صنعت پزشکی و اتاق عمل بیمارستان
- استفاده در اتاقک سرورهای ویژه و …
پمپ وکیوم روتاری روغنی
پمپ‌های روغنی یکی دیگر از انواع پمپ‌های وکیوم رینگ مایع هستند که از روغن برای سیلینگ، روانکاری و خنک کاری جهت ایجاد خلأ استفاده می‌کنند و روغن می‌تواند نقش عایق‌کاری قطعات مختلف را بر عهده بگیرد. مکانیسم عملکردی این پمپ خلا روتاری به صورت روتاری وین یا روتاری پیستونی است و همیشه باید حاوی روغن باشند تا بتوانند عملکرد و راندمان مناسبی داشته باشند. چنانچه روغن این پمپ‌ها کم شود به سرعت دچار استهلاک و ایراد شده و در نهایت منجر به افت فشار خواهد شد. به صورت کلی پمپ‌های وکیوم روغنی به دو گروه اصلی پمپ وکیوم روغن در گردش و پمپ خلأ روغنی تقسیم بندی می‌شوند که پمپ‌های خلأ روغنی خود شامل دو گروه تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای هستند.
مکانیسم عملکرد پمپ‌های وکیوم روتاری رینگ روغن به این شکل است که الکتروموتور، روتور را به چرخش در می‌آورد و این چرخش باعث ورود روغن به داخل سیلندر خواهد شد. در این پمپ‌ها، سیلندر وظیفه آبکاری، روغن‌کاری و خنک کاری قطعات مختلف را بر عهده دارد. تیغه‌ها فضای خالی میان روتور و سیلندرها هستند که مقداری اکسیژن موجود در محفظه خلا را در خود نگه می‌دارند. حرکت روتور باعث کاهش حجم فضای خالی می‌شود و به این ترتیب اکسیژن محبوس شده فشرده شده و نیروی حاصل از این اتفاق سبب خروج هوا و مقداری روغن می‌گردد. از جمله مهم‌ترین مزیت‌های پمپ وکیوم روغنی می‌توان به راندمان و عملکرد عالی، ابعاد و اندازه‌های مناسب، وزن مناسب، ارتعاشات و لرزش‌های کم، توانایی کار در شرایط سخت، مصرف انرژی کم، طول عمر بالا، سازگاری بالا با بخار آب، سهولت در نگهداری و تعمیر، تنوع بالا و … اشاره داشت. مهم‌ترین کاربردهای پمپ وکیوم روتاری روغنی به شرح زیر هستند:
- استفاده در شرایط حرارتی بالا و فرایندهای مختلف خشک کردن
- استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع و انواع دستگاه‌های آزمایشگاهی
- قابلیت بکارگیری در انواع طیف‌سنج‌ها
- استفاده در سیستم‌های انتقال مواد، غذا و دارو و همچنین سیستم‌های بسته‌بندی
- استفاده در سیستم ساکشن مرکزی و سیستم‌های نیروگاهی
- استفاده در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، فولاد، ریخته‌گری و …
قیمت پمپ خلا روتاری و نکات مهم در خرید آن‌ها
همان‌طور که گفته شد پمپ‌های وکیوم همانند کمپرسورها و بلوئرها و … می‌توانند بر اساس فاکتورها و پارامترهای متعددی دسته بندی شوند به همین دلیل از تنوع و تعدد بسیاری بالایی برخوردارند و قیمت آن‌ها نیز طبیعتاً تحت تاثیر فاکتورهای مختلفی قرار دارد. از جمله مهم‌ترین و اصلی‌ترین عوامل مؤثر در قیمت پمپ خلأ روتاری می‌توان به مواردی همچون نوع پمپ و فرآیند عملکرد آن، سیستم خنک‌کننده پمپ، ظرفیت و قدرت پمپ و دامنه خلا ایجاد شده، برند و شرکت سازنده پمپ وکیوم، استانداردهای تولید و مدت زمان گارانتی، کیفیت ساخت، نرخ ارز و نوسانات آن و … اشاره کرد. از جمله مهم‌ترین نکاتی که در زمان خرید پمپ خلا روتاری باید مورد توجه قرار داد می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
میزان سطح خلا
پمپ‌های وکیوم روتاری از نظر سطح خلأ تنوع بالایی دارند و لازم است که متناسب با نوع پروژه و میزان فعالیت‌ها اقدام به خرید آن‌ها کرد. این پمپ‌ها می‌توانند شامل سطوح خلا کم، خلا متوسط، خلا بال، خلا بسیار بالا و خلی خیلی شدید باشند. در خلأ کم و متوسط، اکثر مولکول‌های گاز در داخل محفظه خلا قرار داشته در حالی که در خلأ بسیار بالا (UHV) و خلأ خیلی شدید (XHV) بسیاری از مولکول‌های باقیمانده به ترتیب بر روی دیواره محفظه و داخل آن قرار می‌گیرند.
تأثیر فرآیند بر پمپ خلا
هر کدام از انواع پمپ‌های وکیوم روتاری می‌توانند یک فرآیند عملکردی متفاوت داشته باشند و از کاربردهای مختلفی برخوردار باشند. نوع سیستم خنک‌کننده پمپ وکیوم و تعیین کننده فرآیند اصلی عملکرد آن خواهد بود که می‌تواند تحت تأثیر عواملی همچون گرد و غبار یا پسماند ناشی از فرایند، گازهای مخرب، حرکات و ضربات مکانیکی، ارتعاشات، بازتابش گرما، میدان‌های مغناطیسی و … باشند. در اصل انتخاب پمپ وکیوم باید بر اساس نوع پروژه و کاربردهای آن باشد چرا که هر کدام از پمپ‌های وکیوم می‌توانند در محیط‌های مختلف راندمان متفاوتی داشته باشند.
تعمیر و نگهداری
یکی از مهم‌ترین فاکتورهای خرید پمپ خلا روتاری، تعمیر و نگهداری آن است. هر کدام از پمپ‌های خشک، آبی و روغنی می‌توانند در شرایط متفاوتی استفاده شوند. طبیعتاً تعمیر و نگهداری آن‌ها نیز متفاوت خواهد بود و باید به آن توجه داشت
مصرف انرژی و کاربردها
از دیگر فاکتورهای بسیار مهم که در زمان خرید پمپ وکیوم روتاری باید در نظر گرفت میزان مصرف انرژی آن و کاربردهایی است که می‌تواند داشته باشد. هرکدام از پمپ‌های وکیوم روتاری همانند بلوئر robuschi می‌توانند مصرف انرژی خاصی داشته و برای پروژه‌های مختلفی مناسب باشند.
- علاوه بر موارد گفته شد در زمان خرید پمپ‌های خلا روتاری باید به مواردی همچون انتشار روغن یا هیدروکربن، ارتعاش ایجاد شده توسط پمپ، انتشار صدا، انتشار EMC، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط پمپ، انتشار گرما، سایز و ابعاد، قدرت و ظرفیت پمپ و … توجه داشت.
جمع‌بندی نهایی
پمپ وکیوم روتاری از جمله پمپ‌های جابجایی مثبت است که توسط مجموعه‌ای از پره‌ها هوا یا گاز پمپ شده را به روتور می‌مکد و در نهایت گاز را فشرده کرده و تخلیه کرده و باعث ایجاد فشار منفی و خلا نسبی می‌شود. این پمپ بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته بندی می‌شود اما به صورت کلی شامل سه دسته اصلی پمپ وکیوم روتاری خشک، پمپ وکیوم روتاری آبی و پمپ وکیوم روتاری روغنی است و هر کدام از آن‌ها می‌توانند ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای صنعتی متعددی داشته باشند.
