مضخة تفريغ مياه صغيرة متعددة الوظائف عالية الجودة من الصين، تعمل بضغط منخفض، مناسبة للمبخرات الدوارة الكهربائية.

أنواع مضخات التفريغ

مضخة التفريغ هي جهاز يسحب جزيئات الغاز من حيز مغلق، تاركًا فراغًا جزئيًا خلفه. وتتمثل وظيفتها في خلق فراغ نسبي داخل حيز معين. توجد أنواع عديدة من مضخات التفريغ، منها الطاردة المركزية، واللولبية، والغشائية.

مضخة طرد مركزي أمامية

تُعدّ مضخات التفريغ الطاردة المركزية ذات الإزاحة الموجبة من أكثر أنواع المضخات شيوعًا في صناعة النفط والغاز. وتقتصر كفاءتها على نطاق واسع من المواد، وتستطيع التعامل مع تركيزات عالية نسبيًا من المواد الصلبة. ومع ذلك، فإن استخدام هذه المضخات له بعض المزايا مقارنةً بأنواع المضخات الأخرى.
تتميز مضخات الإزاحة الموجبة بوجود تجويف كبير في جانب السحب وتجويف أصغر في جانب التفريغ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتضمن سوائل عالية اللزوجة وضغوطًا عالية. يتيح تصميمها قياس كمية السائل المضخوخ والتحكم بها بدقة. كما تُعد مضخات الإزاحة الموجبة مثالية للتطبيقات التي تتطلب قياسًا دقيقًا.
تتفوق مضخات الإزاحة الموجبة على المضخات الطاردة المركزية في عدة جوانب. فهي قادرة على التعامل مع مواد ذات لزوجة أعلى من تلك التي تتعامل معها أجهزة الطرد المركزي. كما أنها تعمل بسرعات أقل، مما يجعلها أكثر ملاءمة لبعض التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، فإن مضخات الإزاحة الموجبة أقل عرضة للتآكل.
تعمل مضخات التفريغ ذات الإزاحة الموجبة عن طريق سحب السائل إلى حجرة وتمديده إلى حجم أكبر، ثم تصريفه إلى الغلاف الجوي. تتكرر هذه العملية عدة مرات في الثانية. عند الوصول إلى أقصى تمدد، يُغلق صمام السحب، ويُفتح صمام العادم، ويُقذف السائل. تتميز مضخات التفريغ ذات الإزاحة الموجبة بكفاءة عالية وتُستخدم على نطاق واسع في العديد من الصناعات.

مضخة طرد مركزي ذاتية التحضير

صُممت المضخات الطاردة المركزية ذاتية التحضير بخزان ماء للمساعدة في إزالة الهواء منها. يُعاد تدوير هذا الماء داخل المضخة، مما يسمح لها بالعمل دون هواء. يمكن وضع خزان الماء أعلى أو أمام المروحة. وبذلك، تستطيع المضخة الاحتفاظ بالماء لبدء التشغيل الأولي.
يحتوي غلاف المضخة على قناة متزايدة الاتساع تُشكّل تجويفًا مانعًا للتسرب وحلزونًا شبه مزدوج. عندما يدخل الماء إلى المضخة عبر القناة A، فإنه يتدفق عائدًا إلى المروحة عبر القناتين BC. عند تشغيل المضخة للمرة الثانية، يُعاد تدوير الماء الموجود في جسم المضخة عبر المروحة. تتم عملية إعادة التدوير هذه تلقائيًا.
تتوفر هذه المضخات بمجموعة متنوعة من الطرازات والمواد. وهي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة، ما يجعلها مقاومة للتآكل والصدأ. يمكن استخدامها في تطبيقات الضغط العالي، كما أن تصميمها يغني عن الحاجة إلى صمامات فحص المدخل والصمامات الوسيطة. ويمكن تزويدها أيضاً بأنابيب سحب طويلة لا تتطلب تشغيلاً.
صُممت المضخات الطاردة المركزية ذاتية التحضير للعمل بشكل مستقل، ولكن لها بعض القيود. فهي لا تعمل بدون مصدر سائل. ويمكن استخدام صمام قدم أو مصدر سائل خارجي للمساعدة في تشغيل المضخة ذاتية التحضير.

مضخة لولبية

تُعدّ الخصائص الميكانيكية والحرارية لمضخة التفريغ اللولبية بالغة الأهمية لعملها. فهي تتميز بوجود فجوة صغيرة بين الدوّار والجزء الثابت لتقليل التدفق العكسي والتمدد الحراري. ونظرًا لأن درجة الحرارة عامل رئيسي في أدائها، فهي مزودة بنظام تبريد داخلي يستخدم الماء الذي يدور عبر قنوات الجزء الثابت. كما أنها مزودة بصمام تحكم حراري لتنظيم تدفق الماء، بالإضافة إلى مفتاح حراري للتحكم في درجة الحرارة.
تعمل مضخات التفريغ اللولبية عن طريق حصر الغاز في الفراغ بين الدوار والهيكل. ثم يُنقل الغاز إلى منفذ العادم، حيث يُطرد عند الضغط الجوي. ويُساهم الطرف المخروطي للمضخة في تقليل حجم الغاز المحصور في الحجرة. هذان العاملان يُتيحان للمضخة العمل بكفاءة وأمان.
صُممت مضخات التفريغ اللولبية لتطبيقات متنوعة. في بعض التطبيقات، تحتاج المضخة للعمل عند ضغوط منخفضة للغاية، كما هو الحال عند ضخ كميات كبيرة من الهواء. في هذه الحالة، تُعد مضخة SCREWLINE SP مثالية. تضمن درجة حرارة التفريغ المنخفضة ومسار الضخ المباشر استمرارية العمليات الصناعية. تتميز هذه المضخات أيضًا بأختام عمود دوران لا تلامسية للحد من التآكل الميكانيكي. بالإضافة إلى ذلك، فهي مزودة بترتيب خاص لمحامل الكابولي للقضاء على مصادر تلف المحامل وتلوث مواد التشحيم.
تستخدم مضخات التفريغ اللولبية لولبًا مُبردًا بالهواء لتوليد الفراغ. وهي صغيرة الحجم ونظيفة، ومزودة بنظام مراقبة عن بُعد ذكي. وباستخدام التطبيق، يمكن للمستخدمين مراقبة أداء المضخة عن بُعد.

مضخة غشائية

تُعدّ مضخات التفريغ الغشائية من أكثر أنواع مضخات التفريغ شيوعًا في المختبرات والمصانع. يتكون الغشاء من مادة مرنة مثبتة حول القطر الخارجي. ورغم استحالة إحكام إغلاق مضخة التفريغ الغشائية، إلا أن هناك طرقًا للتخفيف من المشاكل المرتبطة بهذا التصميم.
تتميز مضخات التفريغ الغشائية بتعدد استخداماتها، حيث يمكن استخدامها في تطبيقات متنوعة للتفريغ النظيف. تتوفر هذه المضخات تجاريًا بنظام صمام مدمج، كما يمكن تعديلها لتشمل هذا النظام. ونظرًا لتعدد استخداماتها، من المهم اختيار النوع المناسب للمهمة. سيساعدك فهم آلية عمل المضخات على اختيار المضخة المناسبة للتطبيق المناسب.
تُوفر مضخات التفريغ الغشائية مزايا عديدة، منها عمرها التشغيلي الطويل للغاية، إذ يُمكن أن تدوم معظمها حتى عشرة آلاف ساعة. مع ذلك، قد تكون غير فعّالة في العمليات التي تتطلب تفريغًا عميقًا، ما يستدعي استخدام تقنيات بديلة. إضافةً إلى ذلك، ونظرًا لطبيعة عمل هذه المضخات، قد يكون حجمها محدودًا. كما أنها غير مناسبة للضخ عالي السرعة.
تُعدّ مضخات التفريغ الغشائية فئةً متعددة الاستخدامات من مضخات المختبرات. وهي شائعة الاستخدام بفضل تصميمها الخالي من الزيت وسهولة صيانتها. تتوفر هذه المضخات بأنواع وأشكال مختلفة، وتضمّ العديد من الميزات الاختيارية. إضافةً إلى سهولة صيانتها، فهي مقاومة للمواد الكيميائية، ويمكن استخدامها مع أنواع مختلفة من العينات. مع ذلك، تميل مضخات التفريغ الغشائية إلى أن تكون ذات إزاحة أقل من أنواع مضخات التفريغ الأخرى.

يُعد الضغط الجوي عاملاً رئيسياً في نظام مضخة التفريغ

الضغط الجوي هو الضغط الناتج عن تصادم جزيئات الهواء. كلما زاد عدد التصادمات، زاد الضغط. ينطبق هذا على الغازات النقية والمخاليط. عند قياس الضغط الجوي، يُشير مقياس الضغط إلى حوالي 14.7 رطل لكل بوصة مربعة (psia). كلما ارتفع الضغط، زادت القوة المؤثرة على جزيئات الغاز.
يكون الغاز الداخل إلى نظام مضخة التفريغ تحت الضغط الجوي، وقد يحتوي على سوائل عالقة. يمكن تفسير آلية هذه العملية بنظرية الطاقة الحركية الجزيئية، التي تفترض أن جزيئات الغاز في الغلاف الجوي تتحرك بسرعات عالية. عندئذٍ، تبدأ جزيئات الغاز الناتجة بالتحرك في اتجاهات عشوائية، فتصطدم ببعضها البعض، مما يُولّد ضغطًا على جدران وعاء التفريغ.
يُعدّ الضغط الجوي عاملاً حاسماً في نظام مضخة التفريغ. فبدون قياس دقيق للضغط الجوي، يصبح نظام مضخة التفريغ عديم الفائدة. الضغط الجوي هو مجموع ضغط جميع الغازات، بما فيها النيتروجين والأكسجين. وقد يؤدي استخدام الضغط الكلي بدلاً من الضغط الجزئي إلى مشاكل. كما أن الموصلية الحرارية للغازات المختلفة تتباين بشكل كبير، لذا فإن العمل تحت الضغط الكامل قد يكون خطيراً.
عند اختيار مضخة تفريغ، ضع في اعتبارك نطاق تشغيلها. تعمل بعض المضخات عند ضغط جوي منخفض، بينما صُممت أخرى للعمل عند ضغط عالٍ أو فائق الارتفاع. وتستخدم أنواع المضخات المختلفة تقنيات متنوعة تُعزز مزاياها الفريدة.

تكون المضخة اللولبية أقل كفاءة في ضخ الغازات ذات الوزن الجزيئي الأصغر

يتطلب التفريغ مضخة عالية الجودة. يجب أن تكون هذه المضخات قادرة على ضخ غازات عالية النقاء ومنخفضة الضغط للغاية. تُستخدم المضخات اللولبية في التطبيقات المختبرية، وهي أكثر كفاءة عند ضخ الغازات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. تُعد المقاومة الكيميائية عاملاً حاسماً في عمر المضخة، وتتوفر مواد مقاومة للمواد الكيميائية. تقلل المواد المبللة المقاومة للمواد الكيميائية من التآكل.
تُعدّ المضخات الترسية أكثر كفاءة من المضخات اللولبية، لكنها أقل كفاءة عند ضخ الغازات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. كما تتطلب المضخات الترسية محركًا أكبر لتحقيق نفس قدرة الضخ. وبالمقارنة مع المضخات الترسية، تتميز المضخات ذات التجويف التدريجي بمستويات ضوضاء أقل وعمر خدمة أطول. إضافةً إلى ذلك، تشغل المضخات الترسية مساحة كبيرة ولا تُناسب الأماكن الضيقة.
تتميز مضخات التجويف التقدمي بوجود برغيين أو ثلاثة، وهيكل وغطاء جانبي. وهي مزودة أيضاً بتروس ومحامل. يسمح تصميمها الميكانيكي لها بالعمل في بيئات الضغط العالي مع مستوى ضوضاء منخفض للغاية. تُعد مضخة التجويف التقدمي مضخة متعددة الاستخدامات، ويمكن استخدامها في تطبيقات متنوعة.
تتميز ضواغط اللولب الجافة بنسب أبعاد مختلفة، ويمكنها العمل عند ضغوط عالية ومنخفضة. يتراوح الحد الأقصى المسموح به لفرق الضغط في ضواغط اللولب من 0.4 ميجا باسكال للدوارات ذات 3/5 إلى 1.5 ميجا باسكال للدوارات ذات 4/6. ويجب تحديد هذه القيم بناءً على كل حالة على حدة.

تم التحرير بواسطة CX بتاريخ 17-05-2023