در بسیاری از صنایع، فرآیندهایی انجام می‌شود که به محیطی با فشاری کمتر از فشار جو نیاز دارند. ایجاد چنین شرایطی تنها با استفاده از پمپ وکیوم یا همان خلا امکان پذیر است. این پمپ صنعتی بسته به نوع و مکانیزم عملکردی خود نقش کلیدی در صنایعی مانند بسته بندی، داروسازی، شیمیایی و حتی صنایع فلزی و پلاستیک ایفا می‌کند. عملکرد دقیق و مداوم پمپ وکیوم باعث افزایش کیفیت تولید، بهبود راندمان دستگاه‌ها و جلوگیری از آلودگی یا اکسید شدن مواد می‌شود.
در ادامه این مطلب، ابتدا تعریف جامعی از پمپ‌های وکیوم ارائه می‌دهیم، سپس به چگونگی عملکرد و بررسی انواع مختلف این پمپ‌ها از جهات مختلف می‌پردازیم.

تعریف جامع از پمپ وکیوم

به زبان فنی، پمپ خلا (Vacuum Pump) دستگاهی است که با حذف مولکول‌های هوا یا گاز از یک محفظه بسته، فشار داخل آن را کاهش داده و شرایط خلا ایجاد می‌کند. این ابزار با کنترل جریان گازها و کاهش فشار مرحله‌ای، امکان انجام فرآیندهای حساس به فشار و ایجاد محیط‌های کم فشار را فراهم می‌سازد.

پمپ خلا چگونه کار میکند؟

پمپ وکیوم با ایجاد اختلاف فشار بین محفظه و محیط بیرون، هوا و گازهای موجود در محفظه را به سمت خروجی هدایت می‌کند. این فرآیند باعث کاهش تدریجی فشار داخل محفظه می‌شود و محیطی تقریبا خالی از گاز ایجاد می‌کند. هر چه مکش پمپ موثرتر باشد، سطح خلا عمیق‌تر و پایدارتر خواهد بود.
عملکرد پمپ وکیوم به گونه‌ای طراحی شده است که از بازگشت هوا یا گاز به داخل محفظه جلوگیری کند و فشار داخلی را به صورت یکنواخت کنترل نماید. این فرآیند معمولا به صورت تکراری و مرحله‌ای انجام می‌شوذ تا خلا ایجاد شده پایدار باقی بماند.

علاوه بر هدایت مولکول‌های گاز، بسیاری از پمپ‌ها دارای سیستم‌های کنترل و پایش فشار هستند که امکان اندازه گیری و تنظیم سطح خلا در زمان واقعی را فراهم می‌کنند. این ویژگی، کارایی پمپ را در فرآیندهای حساس صنعتی تضمین می‌کند و شرایطی با فشار قابل پیش بینی و پایدار ایجاد می‌نماید.

به طور خلاصه، پمپ وکیوم با ایجاد اختلاف فشار، حذف گازهای محفظه و کنترل جریان مولکول‌ها، محیطی کم فشار و مناسب برای انجام فرآیندهای صنعتی حساس فراهم می‌کند.

معرفی انواع پمپ خلا

پمپ‌های خلا در انواع مختلفی ساخته می‌شوند و هر کدام بسته به نیاز صنعتی خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از پرکاربردترین مدل‌ها می‌توان به پمپ وکیوم روغنی، خشک و آبی اشاره کرد.

پمپ وکیوم روغنی

پمپ‌های خلا روغنی از نوع چرخشی (Rotary Vane) هستند و عملکرد آن‌ها بر پایه‌ی حرکت دو تیغه درون یک محفظه استوانه‌ای است. این تیغه‌ها با زاویه 180 درجه نسبت به یکدیگر می‌چرخند و موجب مکش هوا از یک سمت و تخلیه آن از سمت دیگر می‌شوند. در این نوع پمپ‌ها وجود روغن الزامی است، زیرا روغن علاوه بر آب بندی و عایق کاری، وظیفه خنک سازی قطعات داخلی را نیز بر عهده دارد. در نتیجه، کاهش سطح روغن می‌تواند موجب افت کارایی یا آسیب به قطعات شود و باید به صورت دوره‌ای کنترل و تکمیل گردد.

میزان خلائی که این پمپ‌ها ایجاد می‌کنند معمولا بین -10 تا 100 میلی بار است. از آنجا که فرآیند کارکرد بر پایه روغن انجام می‌شود، خروج کمی دود از پمپ طبیعی است. اجزای اصلی پمپ وکیوم روغنی شامل بدنه، روتور و پره‌ها، ورودی و خروجی هوا، الکتروموتور، فیلتر، دریچه تزریق روغن و درجه نمایش میزان روغن می‌باشد.
از مهم‌ترین مزایای این پمپ‌ها می‌توان به ایجاد خلا با دقت بالا و قابلیت استفاده به عنوان پمپ پشتیبان در سیستم‌های خلا بزرگ‌تر اشاره کرد. وزن کم، راندمان بالا، ابعاد جمع و جور و ارتعاش بسیار پایین حین کار، از دیگر ویژگی‌های برجسته آن است.

در بازار برندهای متنوعی از این پمپ‌ها موجود است که پمپ وکیوم والو به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها شناخته می‌شود، زیرا این برند محصولات خود را با تنوع بالا در توان و ظرفیت مکش ارائه می‌دهد و توانسته به خوبی پاسخگوی نیاز صنایع مختلف باشد.

پمپ وکیوم آبی

یکی دیگر از انواع پرکاربرد پمپ‌های خلا، پمپ‌های آبی هستند که در آن‌ها از آب به عنوان سیال کاری برای خنک کاری و روانکاری استفاده می‌شود. طراحی این پمپ‌ها به گونه‌ای است که با استفاده از شیر کاویتاسیون، لرزش و ارتعاشات دستگاه به حداقل می‌رسد و عملکردی پایدار در محیط‌های صنعتی ارائه می‌دهد. به دلیل هزینه مناسب و عملکرد قابل اعتماد، پمپ‌های وکیوم آبی در بسیاری از صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این پمپ‌ها توانایی جابجایی گازها و مایعات را دارند و حتی برای مکش بخارات اسیدی یا خورنده کاربرد دارند. انواع پمپ‌های آبی شامل تک پروانه، دو پروانه و چند پروانه هستند.
از مهم‌ترین مزایای پمپ‌ها خلا آبی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

مصرف انرژی کمتر نسبت به سایر انواع پمپ‌های وکیوم
فشار خلا متوسط تا بالا مناسب برای کاربردهای صنعتی متنوع
قابلیت کارکرد در محیط‌های مرطوب بدون کاهش کارایی
عملکرد بدون لرزش و بدون نیاز به روغن کاری داخلی
قابلیت مکش انواع گازها و بخارات
طول عمر بالا و هزینه نگهداری پایین
به طور کلی، پمپ‌های وکیوم آبی به دلیل ترکیب کارایی بالا، نگهداری آسان و انعطاف پذیری در انواع محیط‌ها، یکی از پرکاربردترین گزینه‌ها برای ایجاد خلا در صنایع بزرگ و متوسط محسوب می‌شوند.

پمپ وکیوم خشک

پمپ‌های خلا خشک (Dry Vacuum Pump) نوعی از پمپ‌های وکیوم هستند که نیازی به سیال کاری ندارند و فرآیند خنک کاری آن‌ها تنها با جریان هوا انجام می‌شود. این پمپ‌ها در محیط‌هایی که امکان خورندگی بالا است یا استفاده از روغن سبب بروز مشکل می‌شود، کاربرد دارند. میزان خلا تولیدی توسط این پمپ‌ها معمولا بین 10 تا 700 میلی بار است و می‌توان از آن در محیط‌هایی با فشار هوای بالا نیز بهره برد.

مکانیزم عملکرد پمپ‌های خشک معمولا به صورت دیافراگمی یا پره‌ای بدون روغن طراحی می‌شود و بسته به میزان فشار خلا مورد نیاز، انواع مختلف آن قابل استفاده هستند. از مزایای برجسته این پمپ‌ها می‌توان به طول عمر بالا، استهلاک پایین و عملکرد بدون آلایندگی اشاره کرد، زیرا نیاز به روغن ندارد. علاوه بر این، پمپ‌های وکیوم خشک قابلیت خلا و فشار هوا به صورت همزمان را دارند، که در برخی از فرایندهای صنعتی کاربردی است.

از دیگر ویژگی‌های این پمپ‌ها می‌توان به ابعاد کوچک، وزن کم و قیمت مناسب آن‌ها اشاره داشت که باعث می‌شود برای صنایع مختلف گزینه‌ای کارآمد و اقتصادی باشند. همچنین نگهداری از این پمپ‌ها بسیار ساده است و در طولانی مدت هزینه تعمیر و نگهداری پایین‌تری نسبت به پمپ‌های روغنی ایجاد می‌کنند.
کاربردهای متداول پمپ خلا خشک عبارتند از: