Vakuum pompları: Növ, Tətbiqləri və Onların İşləmə Prinsipi

Vakum pompa, qapalı bir kamerada və ya qabda qaz moleküllerini çıxarmaq və orada qismi və ya tam vakumu yaratmaq üçün istifadə olunan cihazdır. Vakum pompalar geniş spektrli sənayelərdə və araşdırmalarında, məsələn, havacılıq, elektronika, metallurgiya, kimya, tibb və bioteknoloji sahələrində geniş şəkildə istifadə olunur. Vakum pompalar həmçinin vakum paketlənmə, vakum formalaşdırma, vakum pokrıtma, vakum çirkləndirmə və vakum filtrasiya kimi tətbiqlərdə də istifadə oluna bilər.

Bu məqalədə, vakum pompaların nə olduğunu, onların necə işlədiyini, əsas xüsusiyyətlərini və növlərini, həmçinin ən yayılmış bəzi tətbiqlərini izah edəcəyik.

Vakum Pompa Nədir?

Vakum pompa, kamerasının və ya qabın içindəki təzyiqi azaltmaq və oradan qaz moleküllerini çıxarmaqla təyin edilir. Vakum pompası tərəfindən əldə edilən vakumun dərəcəsi, pompanın dizaynı, pompalanılan qazın növü, kamerasının həcmi, qazın temperaturu və sistemin sızıntı mühddəti kimi bir neçə faktordan asılıdır.

Birinci vakum pompa 1650-cı ildə Otto von Guericke tərəfindən icad edilmişdir. O, iki yarımkürəni öz pompanı ilə boşaldıb, sonra onları bir-biri ilə birləşdirərək cihazı göstərmişdir. O, atmosfer təzyiqi nəticəsində at ekibi də onları ayırmağa nail olamıyacaqını göstərmişdir. Daha sonra, Robert Boyle və Robert Hooke Guericke'nin dizaynını yaxşılaşdırmış və vakumun xüsusiyyətləri üzərində təcrübələr aparmışlardır.

Vakum Pompasının Əsas Xüsusiyyətləri Nədir?

Vakum pompasını müəyyənləşdirən üç əsas xüsusiyyət var:

• Çıxış təzyiqi

• Vakumun dərəcəsi

• Pomplama sürəti

Çıxış Təzyiqi

Çıxış təzyiqi, pompanın çıxışında ölçülən təzyiqdir. Bu, atmosfer təzyiqinə bərabər və ya aşağı ola bilər. Fərqli vakum pompalar fərqli çıxış təzyiqləri əsasında qiymətləndirilir. Normalda, yüksək vakum yaradan pompaların çıxış təzyiqi aşağıdır. Məsələn, 10-4 və ya 10-7 Torr (təzyiq vahidi) kimi yüksək vakum yaratmaq üçün pompanın aşağı çıxış təzyiqi tələb olunur.

Bəzi yüksək vakum pompaları, işləməyə başlamadan əvvəl aşağı çıxış təzyiqini saxlamaq üçün dəstək pompaya ehtiyac duyarlar. Dəstək pompa, digər növ vakum pompa və ya kompressor ola bilər. Dəstək pompası tərəfindən yaradılan təzyiq dəstək təzyiqi və ya öncəki təzyiq adlanır.

Vakumun Dərəcəsi

Vakumun dərəcəsi, vakum pompanın kamerasının və ya qabın içində yarada biləciyi minimum təzyiqdir. Bu, sonuncu təzyiq və ya baz təzyiqi kimi də tanınır. Teorik olaraq, kamerasının içində mutlak vakumu (sıfır təzyiq) yaratmaq mümkün deyil, amma praktik olaraq, 10-13 Torr və ya daha aşağı təzyiq yaratmaq mümkündür.

Vakum pompası tərəfindən əldə edilən vakumun dərəcəsi, pompanın dizaynı, pompalanılan qazın növü, kamerasının həcmi, qazın temperaturu və sistemin sızıntı mühddəti kimi bir neçə faktordan asılıdır.

Pomplama Sürəti

Pomplama sürəti, pompanın verilmiş təzyiqdə kamerasından və ya qabdanda qaz moleküllerini çıxarmaq üçün əldə edə biləceği sürətdir. Bu, həcm/vaxt vahidlərində ölçülür, məsələn, litr/saniyə (L/s), kub fut/dəqiqə (CFM) və ya kub metr/saat (m3/saat). Pomplama sürəti, emmə kapasitəsi və ya debi kimi də tanınır.

Pomplama sürəti, pompanın dizaynı, pompalanılan qazın növü, pompanın giriş və çıxışı arasındakı təzyiq fərq, və sistemin geçirgenliyi kimi bir neçə faktordan asılıdır.

Vakum Pompaların Növləri Nədir?

Bazarında bir çox növ vakum pompası mövcuddur. Onlar iki əsas kategoriyanın növlərinə bölünürlər: pozitiv yerölçülü pompalar və kinetik pompalar.

Pozitiv Yerölçülü Pompalar

Pozitiv yerölçülü pompalar, girişdə belə həcmli qazı tutmaqla və onu çıxışda yüksək təzyiqə sıxmaqla işləyirlər. Onlar aşağıdan orta dərəcəli vakumlarda (10-3 Torr qədər) yarada bilərlər. Pozitiv yerölçülü pompaların bəziləri:

• Dairəvi diləkli pompalar

• Piston pompaları

• Diafragma pompaları

• Vida pompaları

• Spiral pompalar

• Kök blowers

Dairəvi Diləkli Pompalar

Dairəvi diləkli pompalar ən Yaygın pozitiv yerölçülü pompaların biridir.

Onlar radius diləkləri olan silindrik rotor və statorun içində fırlanarkən diləklərin radial olaraq iç və dışa sürüşməsinə malikdir. Diləklər, rotor və stator arasında uzunluğunu dəyişən bölmələr yaradır. Bölmə, giriştən çıxışa doğru hərəkət edərkən, aşağı təzyiqdə qazı tutur və sonra onu yüksək təzyiqə sıxır və çıxışa buraxır.

Dairəvi diləkli pompalar ya yağlı, ya da kurudur.

Yağlı dairəvi diləkli pompalar, diləklər və stator arasındakı yağlanıcı və zəncir materialı kimi yağ istifadə edirlər. Yağ, sistemdən qazı çıxarmağa kömək etməklə birlikdə, soyturmaq və qazı çıxarmağa kömək edir. Kuru dairəvi diləkli pompalar yağ istifadə etmir, lakin diləklər və stator arasındakı sütun və yırtılmayı azaltmaq üçün digər materiallar və ya pərtüklerə güvənirlər.

Dairəvi diləkli pompalar 10-3 Torr qədər vakum yarada bilərlər və pomplama sürəti 0.5-dən 1000 L/s arasıdır.

Piston Pompaları

Piston pompalar, qazı silindrlərin içində sıkmaq üçün bir və ya bir neçə pistondan istifadə edən Başqa bir növ pozitiv yerölçülü pompadır. Pistonlar, qaz axınını nəzarət etmək üçün hər iki uca valves olan silindrlərin içində iri-geri hərəkət edirlər. Bir piston irələyəndə, bir silindrin bir ucundan qazı itərkən, digər ucundan qazı giriş valvesi vasitəsilə çəkir. Geri getdikdə, giriş valvesini bağlayır və çıxış valvesini açaraq sıkılmış qazı buraxır.

Piston pompalar ya tək mərhələlidir, ya da çox mərhələlidir. Tək mərhələli piston pompalar hər bir pistonun yalnız bir silindri var, çox mərhələli piston pompalar isə hər bir pistonun ardıcıl bağlı olan iki və ya daha çox silindri var. Çox mərhələli piston pompalar, qazı bir neçə dəfə sıkmaqla daha yüksək vakum yarada bilərlər.

Piston pompalar 10-3 Torr qədər vakum yarada bilərlər və pomplama sürəti 1-dən 1000 L/s arasıdır.

Diafragma Pompaları

Diafragma pompalar, qazı kameralarda sıkmaq üçün elastik diaframlardan istifadə edən Başqa bir növ pozitiv yerölçülü pompadır. Diaframlar, elektrik motoru və ya eksentrik kam və ya diqqətli kam vasitəsilə iri-geri hərəkət edən çubuqlara bağlanır. Bir diafragma irələyəndə, kamerasından qazı çıxış valvesi vasitəsilə itərkən, digər kamerasından qazı giriş valvesi vasitəsilə çəkir. Geri getdikdə, çıxış valvesini bağlayır və giriş valvesini açaraq qaz axınına imkan verir.

Diafragma pompalar, yağ və ya başqa sıvıları yağlanıcı və zəncir materialı kimi istifadə etməyən kuru pompalarıdır. Onlar, yağla zədələnə bilməyən korrodici, yanıcı və ya hassas qazları pompalamaya uygun dur. Onlar hər hansı bir oriyentasiyada işləyə bilərlər və bu onların performansına təsir etmir.