يتم إنشاء فعل الضخ في مضخة التفريغ المائي ذات الدوران بواسطة دافعة (مروحة) مثبتة بشكل غريب تدور داخل غلاف أسطواني. يؤدي هذا الدوران غير المتوازن إلى رمي سائل الإغلاق (الماء) إلى الخارج، مكونًا حلقة سائلة متحركة تتمدد وتتقلص بشكل دوري في المساحة بين ريش الدافعة. يعمل هذا الإجراء على حبس الغاز وضغطه وطرده، ويعمل كسلسلة من المكابس السائلة لإنشاء فراغ.
المبدأ الأساسي لا يتعلق بضخ الماء عبر نفاثة، بل يتعلق باستخدام حلقة دوارة من الماء كختم ديناميكي. المفتاح هو وضع الدافعة غريب الأطوار (خارج المركز)، مما يجبر حجم الحجرات بين ريشها على التغير باستمرار، مما يخلق فرق الضغط اللازم للشفط والعادم.
كيف تخلق الحلقة السائلة فراغًا
لفهم عمل المضخة، يجب أن نتخيل كيفية تفاعل الأجزاء الداخلية مع الماء. التصميم بسيط بشكل أنيق، ويعتمد على الفيزياء بدلاً من الأختام المعقدة ذات التفاوتات الدقيقة.
دور الدافعة غريبة الأطوار
الدافعة، وهي عجلة ذات ريش متعددة، هي الجزء المتحرك الرئيسي الوحيد. الأهم من ذلك، أنها ليست مثبتة في مركز غلاف المضخة الدائري ولكنها مثبتة بشكل منحرف إلى جانب واحد. هذا الترتيب الهندسي هو أساس عملها.
تشكيل الحلقة السائلة
عندما تدور الدافعة، تدفع قوة الطرد المركزي سائل العمل — وعادة ما يكون الماء — إلى الخارج باتجاه الجدار الداخلي لغلاف المضخة. عند سرعة كافية، يشكل هذا الماء حلقة مستقرة ومركزية تدور مع الدافعة.
تأثير "المكبس السائل"
نظرًا لأن الدافعة مثبتة بشكل غريب، فإن أطراف ريشها تكون أقرب إلى الحلقة السائلة من جانب وأبعد من الجانب الآخر. ومع دوران الدافعة، تتغير المساحة بين أي ريشتين والسطح الداخلي للحلقة السائلة باستمرار.
هذه المساحة المحبوسة تتمدد كلما ابتعدت عن نقطة الاقتراب الأقرب، مما يخلق منطقة ضغط منخفض تسحب الغاز إلى الداخل عبر منفذ السحب. هذه هي شوط الشفط.
ومع استمرار الدوران، تتقلص المساحة، ضاغطة الغاز المحبوس. هذه هي شوط الضغط. أخيرًا، يُطرد الغاز المضغوط عبر منفذ العادم. تتكرر هذه الدورة باستمرار لكل حجرة بين الريش.
الخصائص الرئيسية لهذا التصميم
تؤدي آلية الضخ الفريدة هذه إلى العديد من المزايا والخصائص التشغيلية المميزة.
سائل العمل هو الماء
تستخدم المضخة الماء (أو سائلًا آخر متوافقًا) كسائل عمل. يعمل هذا السائل في آن واحد كختم ووسط ضخ ومبرد. الفائدة الأساسية هي أنه لا يتطلب زيتًا، مما يزيل خطر عودة بخار الزيت وتلويث نظام التفريغ. وينتج عن ذلك فراغ "نظيف".
التبريد والتكثيف المتأصلان
يتمتع الحجم الكبير من الماء المتداول بسعة حرارية عالية. فهو يبرد تيار الغاز الداخل بشكل فعال ويمكن أن يكثف أي أبخرة موجودة، مثل بخار الماء. وهذا يمكن أن يزيد من كفاءة الضخ لأحمال الغاز الرطبة حيث قد تواجه المضخات الأخرى صعوبة.
البساطة والموثوقية
التصميم بسيط ميكانيكيًا، ولا يوجد تلامس معدني بمعدن بين الدافعة والغلاف. وهذا يقلل من التآكل، ويزيد من الموثوقية، ويسمح للمضخة بمعالجة الجزيئات الصغيرة أو الكتل السائلة التي قد تلحق الضرر بأنواع مضخات التفريغ الأخرى.
فهم المقايضات
على الرغم من فعاليتها، فإن تصميم الحلقة السائلة ليس الأمثل عالميًا. تأتي مبادئها مع قيود متأصلة.
مستوى الفراغ النهائي
تُستخدم مضخات الحلقة السائلة بشكل عام لإنشاء فراغات تقريبية. يحد ضغط بخار سائل الإغلاق من الفراغ النهائي الذي يمكنها تحقيقه. كما تشير الملاحظة، فإن الفراغ النهائي النموذجي يبلغ حوالي -0.098 ميغا باسكال (2 كيلو باسكال)، وهو غير كافٍ لتطبيقات الفراغ العالي أو الفراغ الفائق الارتفاع.
استهلاك الماء ودرجة الحرارة
يمكن أن يسخن ماء الإغلاق أثناء التشغيل بسبب طاقة ضغط الغاز. وهذا يزيد من ضغط بخار الماء، والذي بدوره يقلل من الفراغ النهائي. لذلك، غالبًا ما يحتاج الماء إلى التبريد أو التجديد المستمر، مما يؤدي إلى استهلاك الماء.
سرعة ضخ أقل
مقارنةً بمضخات الريشة الدوارة محكمة الغلق بالزيت أو مضخات اللولب الجاف من نفس الحجم، يمكن أن تكون لمضخات الحلقة السائلة سرعات ضخ أقل وقد تكون أقل كفاءة في استخدام الطاقة لتحقيق نفس مستوى الفراغ.
الاختيار الصحيح لتطبيقك
يتطلب اختيار مضخة التفريغ مطابقة قدراتها لهدفك المحدد.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو فراغ نظيف وتقريبي لبيئة معملية: هذه المضخة خيار ممتاز بسبب تشغيلها الخالي من الزيت، وضوضائها المنخفضة، وموثوقيتها.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو ضخ الغازات الرطبة أو الأبخرة القابلة للتكثف: تصميم الحلقة السائلة متفوق، حيث يمكنه التعامل مع أحمال البخار التي قد تلوث أو تلحق الضرر بأنواع المضخات الأخرى.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو تحقيق فراغ عميق أو عالي (أقل من 1 باسكال): هذه المضخة ليست الأداة الصحيحة؛ يجب أن تفكر في مضخة ريشة دوارة أو مضخة توربوموليكية أو مضخة مبردة بدلاً من ذلك.
في النهاية، فهم الآلية البسيطة الأنيقة لمضخة الحلقة السائلة يمكّنك من استخدامها حيث تتألق نقاط قوتها.
جدول ملخص:
| الجانب | الوصف |
|---|---|
| عملية الضخ | تدور دافعة غريبة الأطوار، وتشكل حلقة سائلة تتمدد وتتقلص حجراتها لحبس الغاز وضغطه وطرده. |
| المكونات الرئيسية | دافعة ذات ريش، غلاف أسطواني، ماء إغلاق. |
| المزايا | تشغيل خالٍ من الزيت، يتعامل مع الغازات الرطبة، موثوق به، ضوضاء منخفضة، تبريد متأصل. |
| القيود | يقتصر على الفراغ التقريبي (على سبيل المثال، -0.098 ميغا باسكال)، استهلاك الماء، سرعة ضخ أقل. |
| التطبيقات المثالية | فراغات تقريبية نظيفة في المختبرات، ضخ الأبخرة القابلة للتكثف، البيئات التي تتطلب الموثوقية. |
ارفع مستوى قدرات التفريغ في مختبرك مع حلول KINTEK المتقدمة! بالاستفادة من البحث والتطوير الاستثنائي والتصنيع الداخلي، نقدم للمختبرات المتنوعة أنظمة أفران عالية الحرارة مثل أفران الكتم والأنابيب والدوارة والتفريغ والجو، وأنظمة CVD/PECVD. يضمن التخصيص العميق القوي لدينا ملاءمة دقيقة لاحتياجاتك التجريبية الفريدة، مما يعزز الكفاءة والموثوقية. اتصل بنا اليوم لمناقشة كيف يمكن لمنتجاتنا تحسين عملياتك!
المنتجات ذات الصلة
- وصلة تغذية القطب الكهربائي فائق التفريغ من خلال موصل شفة التغذية الكهربائية للتطبيقات عالية الدقة
- مجموعة ختم القطب الكهربي للتفريغ بشفة CF KF شفة التفريغ الكهربائي لأنظمة التفريغ
- آلة فرن الضغط الساخن الفراغي فرن أنبوب الضغط الفراغي المسخن
- صمام إيقاف كروي كروي عالي التفريغ من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 316 لأنظمة التفريغ
- فرن المعالجة الحرارية بالتفريغ بالكبس الساخن بالتفريغ الهوائي 600T وفرن التلبيد
يسأل الناس أيضًا
- كيف تجدد أنابيب التفريغ؟ دليل الملاذ الأخير لإنقاذ المكونات النادرة
- لماذا يعتبر الإغلاق (Sealing) أمرًا بالغ الأهمية في أفران التفريغ أو الأفران ذات الغلاف الجوي الواقي؟ ضمان الجودة والاتساق في المعالجة ذات درجات الحرارة العالية
- ما هي مراحل نظام ضخ فرن التفريغ وكيف تعمل؟ تعرف على العملية المتسلسلة لكفاءة التفريغ العالي
- ما هو الدور الذي تلعبه أنظمة ضخ التفريغ في أفران التفريغ؟ ضمان النقاء والتحكم في العمليات الحرارية
- كيفية زيادة ضغط الفراغ؟ إتقان التوازن بين حمل الغاز وسرعة الضخ
