Pompa Chumvi: Aina Zao na Jinsi Ya Kufanya Kazi

Pompa ya vacuum ni kifaa kinachotengeneza namba za mbolea kutoka kwenye chombo au chamber cha kupanda, ikianza kujenga partial au vacuum kamili. Pompa za vacuum zinatumika sana katika majukumu na maeneo yasiyofanikiwa, kama vile aerospace, electronics, metallurgy, chemistry, medicine, na biotechnology. Pompa za vacuum zinaweza pia kutumika kwa matumizi kama vile packaging ya vacuum, vacuum forming, coating ya vacuum, drying ya vacuum, na filtration ya vacuum.

Katika makala hii, tutaelezea ni nini pompa ya vacuum, jinsi yanavyofanya kazi, vitu muhimu vyao na aina, na matumizi yasiyo na mchanganyiko.

Nini Pompa ya Vacuum?

Pompa ya vacuum inadefiniwa kama kifaa kinachopunguza pressure ndani ya chamber au chombo kwa kutoa namba za mbolea kutokana nayo. Kiwango cha vacuum kilichoanzishwa na pompa ya vacuum kinependa masuala kadhaa, kama vile mtaani wa pompa, aina ya mbolea inayopandwa, ukubwa wa chamber, joto la mbolea, na kiwango cha leakage cha system.

Pompa ya vacuum ya kwanza ilipatikana na Otto von Guericke mwaka 1650. Alikuonyesha kifaa chake kwa kutumia hemisphere mbili zilizotengenezwa na pompa yake na kisha zilizoungwa pamoja. Alionyesha kwamba wito wa farasi haikuweza kuzima kuzingatia kwa sababu ya atmospheric pressure kilichohusiana nao. Baada ya hii, Robert Boyle na Robert Hooke walibadilisha mtaani wa Guericke na kuwa na majaribio kuhusu sifa za vacuum.

Vitamani Muhimu vya Pompa ya Vacuum?

Kuna vitu tatu muhimu vinavyowakilisha pompa ya vacuum:

• Pressure ya exhaust

• Kiwango cha vacuum

• Kasi ya pumping

Pressure ya Exhaust

Pressure ya exhaust ni pressure inayomalizika kwenye outlet ya pompa. Inaweza kuwa sawa au chini ya atmospheric pressure. Pompa tofauti za vacuum zinapatikana na pressure mbalimbali za exhaust. Mara nyingi, pompa za kutengeneza high vacuum zina pressure ya exhaust chini. Kwa mfano, kwa kutengeneza very high vacuum wa 10-4 au 10-7 Torr (unit ya pressure), inahitaji pressure ya exhaust chini sana.

Baadhi ya pompa za high-vacuum zinahitaji pompa ya backing ili kudhibiti pressure ya exhaust chini kabla ya kufanya kazi. Pompa ya backing inaweza kuwa aina tofauti ya pompa ya vacuum au compressor. Pressure inayotengenezwa na pompa ya backing inatafsiriwa kama backing pressure au forepressure.

Kiwango cha Vacuum

Kiwango cha vacuum ni pressure chache ambacho pompa ya vacuum inaweza kutengeneza ndani ya chamber au chombo. Inatafsiriwa pia kama ultimate pressure au base pressure. Kwa ujumla, ni halisi kuwa duni kutengeneza absolute vacuum (pressure chenye zero) ndani ya chamber, lakini kwa uchumi ni halisi kutengeneza pressure chache kama 10-13 Torr au chini.

Kiwango cha vacuum kilichoanzishwa na pompa ya vacuum kinependa masuala kadhaa, kama vile mtaani wa pompa, aina ya mbolea inayopandwa, ukubwa wa chamber, joto la mbolea, na kiwango cha leakage cha system.

Kasi ya Pumping

Kasi ya pumping inatafsiriwa kama kiwango cha haraka ambacho pompa inaweza kutengeneza namba za mbolea kutoka kwenye chamber au chombo kwa pressure fulani. Inamalizika kwa vitengo vya volume per time, kama liters per second (L/s), cubic feet per minute (CFM), au cubic meters per hour (m3/h). Kasi ya pumping inatafsiriwa pia kama suction capacity au throughput.

Kasi ya pumping kinependa masuala kadhaa, kama vile mtaani wa pompa, aina ya mbolea inayopandwa, tofauti ya pressure kati ya inlet na outlet ya pompa, na conductance ya system.

Aina za Pompa za Vacuum?

Kuna aina nyingi za pompa za vacuum zinazopatikana katika soko. Zinaweza kugawanyika kwenye kituo mbili: positive displacement pumps na kinetic pumps.

Positive Displacement Pumps

Positive displacement pumps hufanya kazi kwa kukutana na kutosha volume ya mbolea fixed kwenye inlet na kisha kutofautisha hadi pressure juu zaidi kwenye outlet. Zinaweza kutengeneza low to medium vacuums (hadina 10-3 Torr). Baadhi ya misaalidi ya positive displacement pumps ni:

• Rotary vane pumps

• Piston pumps

• Diaphragm pumps

• Screw pumps

• Scroll pumps

• Roots blowers

Rotary Vane Pumps

Rotary vane pumps ni moja ya aina zinazotumika sana za positive displacement pumps.

Zinajumuisha cylindrical rotor unaorudi radial vanes ambazo zinaskide na kutoka kama rotor unaruka ndani ya stator. Vanes zinapanga nafasi kati ya rotor na stator kwenye chambers zinazobadilika kwa ukubwa kama zinatoka kwenye inlet hadi outlet. Kama chamber anaruka kwenye inlet hadi outlet, hutuma mbolea kwenye pressure chache na kisha kutofautisha hadi pressure juu kabla ya kutumia kwenye outlet.

Rotary vane pumps zinaweza kuwa oil-sealed au dry.

Oil-sealed rotary vane pumps hupata oil kama lubricant na sealant kati ya vanes na stator. Oil pia huchangia kuchoma na kutengeneza baadhi ya namba za mbolea kutoka kwenye system. Dry rotary vane pumps hazipate oil lakini huamini kwenye materials au coatings mingine ili kupunguza friction na wear kati ya vanes na stator.

Rotary vane pumps zinaweza kutengeneza vacuums hadina 10-3 Torr na kasi ya pumping zinazozidi kutoka 0.5 hadi 1000 L/s.

Piston Pumps

Piston pumps ni aina nyingine ya positive displacement pump ambayo hutumia pistons moja au zaidi kutengeneza mbolea ndani ya cylinders. Pistons huanza na kushuka ndani ya cylinders ambayo yanapewa valves kwenye pande zote mbili ili kudhibiti mzunguko wa mbolea. Kama piston anaruka mbele, anapiga mbolea kwenye end moja ya cylinder lake wakati akidunda mbolea kwenye end nyingine kwa inlet valve. Waktu anaruka nyuma, anafunga inlet valve wake wakati anakaza outlet valve ili kutumia mbolea imetofautishwa.

Piston pumps zinaweza kuwa single-stage au multi-stage. Single-stage piston pumps zina cylinder moja tu kwa kila piston, wakati multi-stage piston pumps zina cylinders zaidi zilizoungwa kwa series kwa kila piston. Multi-stage piston pumps zinaweza kutengeneza vacuums juu zaidi kwa kutofautisha mbolea mara nyingi kabla ya kutumia.

Piston pumps zinaweza kutengeneza vacuums hadina 10-3 Torr na kasi ya pumping zinazozidi kutoka 1 hadi 1000 L/s.

Diaphragm Pumps

Diaphragm pumps ni aina nyingine ya positive displacement pump ambayo hutumia flexible diaphragms kutengeneza mbolea ndani ya chambers. Diaphragms zinajumuisha rods zinazoruka na kuruka kwa motor ya electric au eccentric cam. Kama diaphragm anaruka mbele, anapiga mbolea kwenye chamber wake kwa outlet valve wakati akidunda mbolea kutoka kwenye chamber nyingine kwa inlet valve. Waktu anaruka nyuma, anafunga outlet valve wake wakati anakaza inlet valve ili kuleta mzunguko wa mbolea.

Diaphragm pumps ni dry pumps hazipate oil au fluids mingine kama lubricants au sealants. Zinaweza kutengeneza mbolea corrosive, flammable, au sensitive ambazo hazisikii kuwa contaminated na oil. Zinaweza pia kutengeneza kwa orientation yoyote bila kubadilisha performance yao.

Diaphragm pumps zinaweza kutengeneza vacuums hadina 10-3 Torr na kasi ya pumping zinazozidi kutoka 0.1 hadi 100 L/s.

Screw Pumps

Screw pumps ni aina nyingine ya positive displacement pump ambayo hutumia screws miwili intermeshing kutengeneza mbolea ndani ya chambers. Screws huanza na kuruka kwa directions tofauti ndani ya cylindrical housings ambayo yanapewa inlet na outlet ports kwenye pande zote. Waktu screws huanza na kuruka, humpiga mbolea kwenye threads yao kutoka kwenye inlet hadi kwenye outlet wakati wanapunguza ukubwa wake na kutofautisha pressure yake.

Screw pumps zinaweza kuwa oil-sealed au dry. Oil-sealed screw pumps hupata oil kama lubricant na sealant kati ya screws na housings. Oil pia huchangia kuchoma na kutengeneza baadhi ya namba za mbolea kutoka kwenye system. Dry screw pumps hazipate oil lakini huamini kwenye materials au coatings mingine ili kupunguza friction na wear kati ya screws na housings.

Screw pumps zinaweza kutengeneza vacuums hadina 10