Ang vacuum pump usa ka aparato nga nagbuhat sa pagkuha sa mga gas molecule gikan sa isang sealed chamber o container, naghimo og partial o complete vacuum. Ang vacuum pumps gigamit sa daghang industriya ug research fields sama sa aerospace, electronics, metallurgy, chemistry, medicine, ug biotechnology. Ang vacuum pumps mahimong gamiton usab sa mga aplikasyon sama sa vacuum packaging, vacuum forming, vacuum coating, vacuum drying, ug vacuum filtration.
Sa maong artikulo, kami moguhit kung unsa ang vacuum pumps, unsaon nila ang pagtrabaho, unsa ang ilang pangunahing features ug types, ug unsa ang ilang common applications.
Ang vacuum pump gitakda isip usa ka aparato nga molihok sa presyon sa loob sa chamber o container pinaagi sa pagkuha sa mga gas molecule gikan niini. Ang grado sa vacuum naabot sa vacuum pump depende sa daghang factors sama sa design sa pump, ang tipo sa gas nga gi-pump, ang volume sa chamber, ang temperatura sa gas, ug ang leakage rate sa system.
Ang unang vacuum pump nailhan ni Otto von Guericke didto sa 1650. Gigipilahan niya ang iyang device pinaagi sa paggamit sa duha ka hemispheres nga gievacuate sa iyang pump ug pagkatapos gibuntog sila. Gitakda niya nga wala mapaghiwalay ang mga teams of horses kay sa atmospheric pressure nga nagtrabaho sa kanila. Sa pagkataas, si Robert Boyle ug Robert Hooke migamit sa design ni Guericke ug mibuto sa mga eksperimento sa properties sa vacuum.
Adunay tulo ka pangunahing features nga nag-characterize sa vacuum pump:
Exhaust pressure
Degree of vacuum
Pumping speed
Ang exhaust pressure mao ang pressure nga gisukod sa outlet sa pump. Mahimo kini nga equal o lower sa atmospheric pressure. Ang uban nga vacuum pumps rated para sa iba't ibang exhaust pressures. Normalmente, ang pumps para sa pag-create sa high vacuum adunay low exhaust pressure. Tumong, para sa pag-create sa kaayo ka high vacuum nga 10-4 o 10-7 Torr (usa ka unit sa pressure), kinahanglan og kaayo ka low exhaust pressure sa pump.
Ang uban nga high-vacuum pumps gigikanan og backing pump aron mag-maintain og low exhaust pressure sa dihang makapag-operate. Ang backing pump mahimong usa ka tipo sa vacuum pump o compressor. Ang pressure nga gicreate sa backing pump gitawag og backing pressure o forepressure.
Ang degree of vacuum mao ang minimum pressure nga makuha sa vacuum pump sa loob sa chamber o container. Giisip usab kini isip ultimate pressure o base pressure. Teoretikal, dili posible maka-create og absolute vacuum (zero pressure) sa loob sa chamber, pero praktikal mahimo maka-create og kaayo ka low pressure nga about 10-13 Torr o lower.
Ang degree of vacuum naabot sa vacuum pump depende sa daghang factors sama sa design sa pump, ang tipo sa gas nga gi-pump, ang volume sa chamber, ang temperatura sa gas, ug ang leakage rate sa system.
Ang pumping speed gitakda isip ang rate sa pagkuha sa pump sa mga gas molecule gikan sa chamber o container sa isang given pressure. Gisukod kini sa units sa volume per time, sama sa liters per second (L/s), cubic feet per minute (CFM), o cubic meters per hour (m3/h). Ang pumping speed giisip usab isip suction capacity o throughput.
Ang pumping speed depende sa daghang factors sama sa design sa pump, ang tipo sa gas nga gi-pump, ang pressure difference tali sa inlet ug outlet sa pump, ug ang conductance sa system.
Adunay daghang uri sa vacuum pumps nga available sa market. Mahimong iclassify kini sa duha ka main categories: positive displacement pumps ug kinetic pumps.
Ang positive displacement pumps molihok pinaagi sa pag-trap sa fixed volume sa gas sa inlet ug pagkatapos compress niini sa mas taas na pressure sa outlet. Mahimo kini nga mag-create sa low to medium vacuums (up to 10-3 Torr). Ang uban nga examples sa positive displacement pumps mao ang:
Rotary vane pumps
Piston pumps
Diaphragm pumps
Screw pumps
Scroll pumps
Roots blowers
Ang rotary vane pumps usa sa pinaka common nga tipo sa positive displacement pumps.
Kini consist sa cylindrical rotor nga may radial vanes nga slide in ug out samtang ang rotor nag-rotate sa stator. Ang vanes divide ang space tali sa rotor ug stator sa chambers nga molihok sa volume samtang nag-move sila gikan sa inlet hangtod sa outlet. Sa dihang ang chamber molihok gikan sa inlet hangtod sa outlet, it trap ang gas sa low pressure ug pagkatapos compress niini sa high pressure bago irelease niini sa outlet.
Ang rotary vane pumps mahimong oil-sealed o dry.
Ang oil-sealed rotary vane pumps gigamit og oil isip lubrikan ug sealant tali sa vanes ug stator. Ang oil usab makatabang sa cooling down ug remove sa uban nga gas molecules gikan sa system. Ang dry rotary vane pumps wala magamit og oil apan depende sa uban nga materials o coatings aron mabawasan ang friction ug wear tali sa vanes ug stator.
Ang rotary vane pumps mahimo mag-create sa vacuums up to 10-3 Torr sa pumping speeds ranging from 0.5 to 1000 L/s.
Ang piston pumps usa ka tipo sa positive displacement pump nga gigamit og one or more pistons aron compress ang gas sa cylinders. Ang pistons molihok back and forth sa cylinders nga adunay valves sa both ends aron kontrolon ang gas flow. Sa dihang ang piston molihok forward, it push ang gas out sa one end sa cylinder samantalang drawing ang gas in gikan sa another end pinaagi sa inlet valve. Sa dihang molihok backward, it close ang inlet valve samtang open ang outlet valve aron release compressed gas.
Ang piston pumps mahimong single-stage o multi-stage. Ang single-stage piston pumps adunay usa ra ka cylinder per piston, apan ang multi-stage piston pumps adunay two or more cylinders connected in series per piston. Ang multi-stage piston pumps mahimo mag-create sa higher vacuums kaysa single-stage piston pumps pinaagi sa pag-compress sa gas multiple times bago irelease niini.
Ang piston pumps mahimo mag-create sa vacuums up to 10-3 Torr sa pumping speeds ranging from 1 to 1000 L/s.
Ang diaphragm pumps usa ka tipo sa positive displacement pump nga gigamit og flexible diaphragms aron compress ang gas sa chambers. Ang diaphragms gibutang sa rods nga molihok back and forth pinaagi sa electric motor o eccentric cam. Sa dihang ang diaphragm molihok forward, it push ang gas out sa chamber pinaagi sa outlet valve samtang drawing ang gas in gikan sa another chamber pinaagi sa inlet valve. Sa dihang molihok backward, it close ang outlet valve samtang open ang inlet valve aron allow gas flow.
Ang diaphragm pumps dry pumps nga wala magamit og oil o other fluids isip lubrikan o sealants. Sila suitable sa pumping sa corrosive, flammable, o sensitive gases nga dili mahimo contaminahon sa oil. Sila usab operational sa any orientation without affecting their performance.
Ang diaphragm pumps mahimo mag-create sa vacuums up to 10-3 Torr sa pumping speeds ranging from 0.1 to 100 L/s.
Ang screw pumps usa ka tipo sa positive displacement pump nga gigamit og two intermeshing screws aron compress ang gas sa chambers. Ang screws rotate sa opposite directions sa cylindrical housings nga adunay inlet ug outlet ports sa both ends. Sa dihang ang screws rotate, it move ang gas along their threads gikan sa inlet hangtod sa outlet samtang reducing its volume ug increasing its pressure.
Ang screw pumps mahimong oil-sealed o dry. Ang oil-sealed screw pumps gigamit og oil isip lubrikan ug sealant tali sa screws ug housings. Ang oil usab makatabang sa cooling down ug remove sa uban nga gas molecules gikan sa system. Ang dry screw pumps wala magamit og oil apan depende sa uban nga materials o coatings aron mabawasan ang friction ug wear tali sa screws ug housings.
Ang screw pumps mahimo mag-create sa vacuums up to 10-3 Torr sa pumping speeds ranging from 10 to 1000 L/s.
Ang scroll pumps usa ka tipo sa positive displacement pump nga gigamit og two spiral-shaped scrolls aron compress ang gas sa chambers. Usa ka scroll fixed apan ang other scroll orbits around it, creating crescent-shaped chambers nga molihok sa volume samtang nag-move sila
