پمپ وکیوم (Vacuum pump) دستگاهی است که برای تخلیه هوا از یک محفظهٔ آب بندی شده، یک فشار منفی یا خلأ نسبی ایجاد میکند. این دستگاه هوای موجود در یک فضای خالی را از طریق شیرهای ورودی به داخل پمپ می‌کشاند و سپس آن را از طریق شیرهای خروجی خارج میکند، در نتیجه فشار درون فضای خالی کاهش می‌یابد و خلا نسبی ایجاد میشود.
این دستگاه در بسیاری از صنایع از جمله بسته‌بندی، پزشکی، خودروسازی، فضایی و … مورد استفاده قرار میگیرد. به عنوان مثال، در صنایع بسته‌بندی، برای شکل دهی به قطعه پلاستیکی از طریق قالب و حرارت استفاده میشود و همچنین برای تخلیه های پاکت پلاستیکی بسته بندی نیز استفاده میشود ، در نتیجه ماندگاری محصول در داخل بسته‌بندی بیشتر میشود.
پمپ وکیوم چیست ؟
پمپ وکیوم یا پمپ خلاء فشار منفی ایجاد می کند ، این فشار کمتر از فشار اتمسفر هوا است و باعث ایجاد خلاء می شود . پمپ وکیوم در انواع و سایزهای مختلفی تولید می شود . حرکت مولکول های گاز در یک سیستم باعث ایجاد خلاء می شود . مولکول های گاز در صورتی که اختلاف فشار وجود داشته باشد به حرکت در می آید .
منطقه ای که فشار کمتری داشته باشد مولکول های کمتری خواهد داشت و هم چنین در منطقه ای که فشار زیاد باشد ، مولکول های بیشتری موجود می باشد . در نتیجه پمپ وکیوم می تواند اختلاف فشار در فضا ایجاد نماید . وجود گازهای مختلف مانند کلر به محیط زیست آسیب می رساند ، به همین دلیل انواع مختلف پمپ وکیوم برای مکش این گازها مورد استفاده قرار می گیرد . در حقیقت پمپ های وکیوم به حفظ و نگهداری از محیط زیست کمک زیادی می کند . پمپ وکیوم به دو دسته کلی تقسیم می شود :
1. پمپ هایی که گازها به وسیله آن ها جا به جا و برداشته می شوند .
2. پمپ هایی که ذرات و مولکول های گاز با استفاده از آن ها چگالیده می شوند .
کاربرد پمپ وکیوم در صنعت
پمپ وکیوم به دلیل قابلیت خلاء ایجاد شده توسط آن در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. برخی از کاربردهای پمپ وکیوم عبارتند از:
- صنایع بسته بندی غذا: در صنعت بسته بندی و فرآوری غذا، پمپ وکیوم برای حذف هوا و رطوبت از بسته بندی‌های غذایی استفاده میشود و این امر باعث افزایش عمر مفید محصول و حفظ کیفیت آن میشود.
- صنایع داروسازی: در صنایع داروسازی، پمپ وکیوم برای حذف هوا و تولید فرآورده‌های دارویی بدون هوای جاذب استفاده میشود.
- صنعت الکترونیک: در صنعت الکترونیک، پمپ وکیوم برای حذف هوا و رطوبت از داخل دستگاه‌های الکترونیکی استفاده میشود و این امر باعث جلوگیری از خرابی قطعات الکترونیکی به دلیل رطوبت میشود.
- صنعت خودروسازی: در صنعت خودروسازی، پمپ وکیوم برای حذف هوا از داخل سیستم‌های ترمز و دیگر قطعات خودرو استفاده میشود و این امر باعث بهبود کارایی و ایمنی خودرو میشود.
- تولید محصولات شیمیایی: در صنایع تولید محصولات شیمیایی، پمپ وکیوم برای تهیه محصولات پایدار و با کیفیت بالا استفاده میشود.
- صنعت وکیوم فرمینگ و بسته بندی وکیوم فرمینگ: به منظور شکل دهی و فرم دهی به قطعات بسته بندی و تخلیه هوای داخل بسته بندی ها استفاده می شود.
پمپ وکیوم کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد، در ادامه به صورت مختصر به آنها اشاره میکنیم:
• تولید و جداسازی اشیاء الکترونیکی
• در منازل : مانند جاروبرقی ها و…
• صنایع لاستیک سازی : به منظور تخلیه هوای داخل لاستیک مورد استفاده قرار می گیرد .
• چاپ خانه ها : در ماشین آلات چاپ ، صنعت کاغذ و خمیر کاغذ
• جا به جایی قطعات
• بیمارستان ها : معمولا در اتاق عمل ( ساکشن پزشکی ) و زایمان استفاده می شود .
• طلاسازی ، فلزات گران بها : به منظور تزریق طلا و فلز مورد استفاده قرار می گیرد .
• صنعت چوب : در ماشین آلات ، سی ان سی و… مورد استفاده قرار می گیرد .
• صنعت مواد غذایی و نوشیدنی : در مکش مواد و تزریق پمپ وکیوم مورد استفاده قرار می گیرد .
• صنعت ریخته گری : برای پر شدن منافذ و حباب نداشتن مورد استفاده قرار میگیرد .
• صنایع قند و شکر
• صنایع فولاد
• حجامت کردن : برای مکش خون و… کاربرد دارد .
• صنعت لاستیک : به منظور مکش و تزریق مورد استفاده قرار می گیرد .
• آزمایشگاه ها : برای مکش و… کاربرد دارد .
• صنایع کشاورزی
• صنایع فیلترسازی
• صنعت پلاستیک : به منظور مکش و تزریق مورد استفاده قرار می گیرد .
• تولید و پالایش نفت : پمپ وکیوم برای انجام عملیات مکش ، صافی و… درتولید و پالایش نفت کاربرد دارد.
• داروسازی : برای تزریق و خشک کردن مواد مختلف کاربرد دارد .
• فرمینگ قطعات فلزی
• تخلیه مبرد سیستم های سرمایش
• تولید ظروف یکبار مصرف : به منظور تزریق و مکش مواد مختلف مورد استفاده قرار می گیرد
• کارخانجات تولید و پالایش روغن
• صنایع کوره های خلاء
• صنایع هواپیما سازی
مزایای پمپ وکیوم
مزایای استفاده از پمپ وکیوم عبارتند از:
۱. برخی از فرآیندهای صنعتی و علمی، نیاز به حذف هوا یا گازهای دیگر از داخل یک محیط مشخص را دارند. در این حالت، پمپ وکیوم می‌تواند به عنوان یک راه حل کارآمد برای حذف هوا و سایر گازها باشد.
۲. پمپ وکیوم به عنوان یک وسیله مهم در فرآیندهای تولیدی، مانند تولید بسته بندی های وکیوم فرمینگ، استفاده میشود. این پمپ ها می‌توانند کیفیت بسته بندی را افزایش دهند و به دور از هوا و گازهای دیگر حفظ شوند.
۳. پمپ وکیوم در فرآیندهای پالایش نفت و گاز، فرآیندهای خشک کردن، فرآیندهای تولید فلزات و سرامیک ها، تصفیه آب، انواع امتحانات آزمایشگاهی، فرآیندهای تصفیه خون و… کاربرد دارند.
۴. استفاده از پمپ وکیوم در فرآیندهای تولیدی، کمک به بهبود کیفیت محصولات و کاهش هزینه ها می کند.
۵. جلوگیری از اکسیداسیون: در صنایع غذایی و دارویی، پمپ وکیوم برای حذف هوا و گاز از مواد غذایی و دارویی استفاده میشود. حذف هوا باعث جلوگیری از اکسیداسیون و فساد مواد غذایی و دارویی میشود.
۶. کاهش زمان فرآیند: با استفاده از پمپ وکیوم در فرآیندهای مختلف، می‌توان زمان انجام فرآیند را کاهش داد. برای مثال، در فرآیند خشک کردن مواد غذایی، استفاده از پمپ وکیوم باعث کاهش زمان خشک کردن میشود.
۷. افزایش عمر مفید محصولات: با حذف هوا و گازهای موجود در محیط، می‌توان عمر مفید محصولات را افزایش داد. این امر در صنایعی که به محصولات با عمر مفید کوتاه نیاز دارند، بسیار مهم است.
۸. کاهش هزینه: با استفاده از پمپ وکیوم می‌توان در بسیاری از فرآیندها هزینه‌ها را کاهش داد. به طور مثال، در فرآیند خشک کردن مواد غذایی، استفاده از پمپ وکیوم باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی میشود.
انواع پمپ وکیوم
بله، اینجا چند نوع پمپ وکیوم را نام می‌بریم:
- پمپ جذبی (Absorption pump): در این پمپ، یک ماده جذب‌کننده (مثل روغن) برای گرفتن بخارات از فضای خلاء استفاده میشود. پمپ جذبی برای ایجاد فشار بسیار پایین استفاده میشود.
- پمپ مولکولی (Molecular pump): این پمپ‌ها برای ساختن فشار خیلی پایین استفاده می‌شوند. ذرات گازی را با استفاده از تاثیر یک پرتو الکترومغناطیسی به سمت خارج از محفظه هدایت می‌کنند.
- پمپ روتاری (Rotary pump): در این پمپ، یک طناب درون یک محفظه چرخش میکند و هوا را به سمت خارجی می‌کشد. پمپ‌های روتاری برای ایجاد فشار وکیوم متوسط استفاده می‌شوند.
- پمپ جریان چندگانه (Multistage pump): این پمپ‌ها معمولاً برای ایجاد فشار وکیوم بالا و برای کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند. چندین مرحله از دستگاه‌های پمپ جریان چندگانه می‌توانند در سری یا موازی با هم قرار داده شوند.
- پمپ توربومولکولی (Turbo-molecular pump): این پمپ‌ها به وسیله شفت چرخان (rotor) چندپره، بخار گاز را با سرعت بسیار بالا و به صورت پراکنده‌ای جمع‌آوری می‌کنند و از فضا خلاء حذف می‌کنند.
- پمپ وکیوم دورانی (Rotary vane pump): این پمپ با استفاده از یک روتور با توری از چدن و یا آلومینیوم، به داخل یک بدنه مخروطی قرار گرفته‌است. این پمپ برای خالی کردن فضاهایی که حجم بالایی دارند و همچنین برای تولید واکیوم در فرایندهای صنعتی و پزشکی استفاده میشود.
- پمپ وکیوم سیکلوئید (Cyclone vacuum pump): این پمپ از یک کامپرسور جهت تولید واکیوم استفاده میکند و با تبدیل انرژی کینتیک گاز به انرژی پتانسیل برای خالی کردن فضا استفاده میشود. این پمپ در صنایع مختلف، از جمله در تصفیه فاضلاب و تصفیه آب و همچنین در صنایع نفت و گاز استفاده میشود.
- پمپ وکیوم دیافراگمی (Diaphragm pump): این پمپ با استفاده از یک دیافراگم به داخل یک بدنه‌ی مخروطی وصل شده‌است و با به حرکت درآوردن دیافراگم، گاز را به داخل پمپ جذب میکند. این پمپ برای خالی کردن فضاهای کوچک و همچنین در برخی از صنایع شیمیایی و پزشکی استفاده میشود.
کاربرد پمپ وکیوم در صنعت بسته بندی وکیوم فرمینگ
پمپ وکیوم یکی از عوامل حیاتی در بسته بندی وکیوم فرمینگ است و استفاده بسزایی در تولید بسته بندی های وکیومی دارد.
در فرایند بسته بندی وکیوم فرمینگ، وظیفه پمپ وکیوم تخلیه هوای بین قالب و قطعه شکل گرفته میباشد. در واقع وقتی ورق پلاستیکی حرارت دهی شده روی قالب مینشیند، پمپ وکیوم هوای بین قالب و ورق را تخلیه میکند و این امر باعث میشود ورق بصورت یکپارچه روی قالب بنشیند و شکل قالب را به خود بگیرد.
همچنین پمپ وکیوم در فرایند جداسازی قطعه شکل گرفته از قالب نیز مورد استفاده قرار میگیرد. در این مرحله، با ایجاد فشار هوای مثبت در بین قالب و قطعه توسط پمپ وکیوم، قطعه شکل گرفته به راحتی بدون آسیب دیدن به شکل و شکل‌دهی آن از قالب جدا میشود.
در انتخاب پمپ وکیوم به چه نکاتی باید توجه نماییم ؟
امروزه در صنایع مختلفی جایی برای خطاها و چشم پوشی وجود ندارد به همین دلیل در انتخاب پمپ وکیوم باید فاکتورهایی را در نظر بگیرید . این فاکتورها عبارتند از :
1. نوع گازی که قرار است خلاء شود .
2. در شیف کاری به چه میزان خلاء نیاز خواهید داشت .
3. میزان خلاء درخواستی از پمپ وکیوم
4. میزان سرعت تخلیه گازهای مورد نظر
5. ترسیم طراحی ظرفیت موجود
6. از نظر قیمت مقرون به صرفه طرح های افزایشی سیستم خلاء را پیش بینی نمایید .
7. و…
در بسیاری از موارد اگر در زمینه سیستم های وکیوم اطلاعات کافی را داشته باشید می توانید از خسارات و پیماند های به وجود نیامده جلوگیری نمایید . یکی از پیامدهای منفی وجود ایراد در سیستم خلاء ، نداشتن خط تولید با راندمان بالا و محصول با کیفیت می باشد .
