در حوزه فرآیندهای صنعتی و تحقیقات علمی، ایجاد یک محیط خلاء اغلب ضروری است. پمپ خلاء وسیله ای است که مولکول های گاز را از یک حجم مهر و موم شده خارج می کند و در نتیجه خلاء ایجاد می کند. کارایی یک پمپ خلاء را می توان با توانایی آن در دستیابی به یک محدوده فشار خاص اندازه گیری کرد که برای کاربردهای مختلف مانند پردازش مواد، بسته بندی خلاء و آزمایش های آزمایشگاهی بسیار مهم است.
درک محدوده فشار برای انتخاب پمپ خلاء مناسب ضروری است. سیستم های خلاء معمولاً بر اساس قابلیت های فشار نهایی آنها طبقه بندی می شوند:
خلاء کم: پمپ هایی که فشارهایی از فشار اتمسفر تا حدود 10^-1 mbar می گیرند.
خلاء متوسط: این پمپ ها در محدوده 10^-1 mbar تا 10^-3 mbar کار می کنند.
خلاء بالا: پمپ هایی که می توانند به فشارهای 10^-3 تا 10^-9 mbar برسند.
خلاء فوق العاده بالا (UHV): سیستم هایی که به فشار کمتر از 10^-9 mbar می رسند.
هر محدوده به نوع خاصی از فناوری پمپ نیاز دارد تا به طور موثر به سطح خلاء مورد نظر برسد.
پمپهای خلاء پیچی نوعی پمپ جابجایی مثبت هستند که از دو یا چند پیچ برای فشردهسازی و خروج گاز استفاده میکنند. این پمپ ها به دلیل توانایی خود در رسیدگی به حجم بالای گاز شناخته شده اند و اغلب در کاربردهایی استفاده می شوند که جریان مداوم گاز نیاز به تخلیه دارد. آنها به ویژه در کاربردهای خلاء متوسط مؤثر هستند و در محدوده 1 تا 10^-2 میلی بار کارآمد هستند. طراحی غیر تماسی پمپ های پیچی، سایش و پارگی را به حداقل می رساند و منجر به نیازهای تعمیر و نگهداری کم و عمر طولانی می شود.
پمپ های خلاء روتز نوع دیگری از پمپ جابجایی مثبت هستند که با استفاده از دو لوب چرخان مشخص می شود. این پمپ ها در کاربردهای خلاء متوسط بسیار کارآمد هستند و قادر به دستیابی به فشار تا 1 میلی بار هستند. آنها به دلیل توانایی خود در رسیدگی به حجم زیاد گاز بدون فشرده سازی داخلی شناخته شده اند و برای کاربردهایی مانند خشک کردن خلاء، گاززدایی و تقطیر در خلاء ایده آل هستند. طراحی قوی و هزینه های عملیاتی کم پمپ روتس آن را به انتخابی محبوب در صنایع مختلف تبدیل کرده است.
پمپ های خلاء حلقه ای آب نوعی پمپ خلاء مکانیکی هستند که از یک حلقه آب برای ایجاد خلاء استفاده می کنند. پمپ با چرخاندن مجموعه ای از پروانه ها در یک محفظه کار می کند که آب را به شکل حلقه ای پرتاب می کند. با ادامه چرخش پروانه ها، حلقه آب گاز را فشرده و آن را خارج می کند. این پمپ ها در دستیابی به سطوح خلاء کم موثر هستند و معمولاً در کاربردهایی مانند فیلتراسیون خلاء، تبخیر خلاء و تقطیر خلاء استفاده می شوند. آنها به ویژه در کاربردهایی که گاز فرآیند خورنده است یا حاوی ذرات است سودمند هستند، زیرا حلقه آب به عنوان آب بند و خنک کننده عمل می کند.
پمپ های انتشار یا پمپ های دیفیوژن، پمپ هایی با خلاء بالا هستند که بر اساس اصل انتشار گاز کار می کنند. آنها اغلب همراه با یک پمپ اولیه برای دستیابی به سطوح خلاء فوق العاده بالا استفاده می شوند. پمپ حاوی یک رشته گرم شده است که جریانی از الکترون ها را ساطع می کند که مولکول های گاز را یونیزه می کند. سپس این یون ها توسط یک الکترود با بار منفی دفع می شوند و جریانی از گاز ایجاد می کنند که از محفظه خلاء خارج می شود. پمپ های پراکنده در رسیدن به فشارهای زیر 10^-6 mbar بسیار موثر هستند و آنها را برای کاربردهایی مانند میکروسکوپ الکترونی و آنالیز سطحی مناسب می کند.
پمپ های خلاء پنجه ای که به کمپرسورهای پنجه ای نیز معروف هستند، یک فناوری نسبتاً جدید در زمینه پمپ های خلاء هستند. آنها از یک مکانیسم پنجه منحصر به فرد برای جذب و فشرده سازی گاز استفاده می کنند و به راندمان بالا و طیف گسترده ای از کاربردها دست می یابند. پمپ پنجه ای با چرخاندن دو روتور پنجه ای شکل عمل می کند که گاز را بین سطوح آنها و دیواره استاتور فشرده می کند. این طراحی یک پمپ فشرده و سبک وزن را امکان پذیر می کند که می تواند به سطوح خلاء متوسط تا زیاد برسد. پمپ های پنجه ای به ویژه به دلیل سطح ارتعاش و نویز کم خود مورد توجه قرار می گیرند و آنها را به گزینه ای عالی برای کاربردهایی تبدیل می کند که این عوامل حیاتی هستند.
هر یک از این فناوریهای پمپ خلاء مزایای متمایزی را ارائه میدهند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند و تضمین میکنند که تقریباً برای هر نیاز خلاء در بخشهای صنعتی و علمی راهحلی در دسترس است.
