다이어프램 펌프는 어떻게 작동합니까?

공유 방법

다이어프램 진공 펌프는 진동 변위 펌프입니다. 이 펌프는 기체 전달 진공 펌프 제품군에 속합니다. 펌프가 제공하는 범위로 인해 저진공 범주에 속합니다. 이 펌프는 몇 mbar의 압력만 필요로 하는 실험실에 있어 중요합니다. 이로 인해 제약 또는 의료 공정을 위한 화학 실험실에서 더 많이 사용됩니다.

작동 원리

다이어프램 진공 펌프는 단일 또는 다단계 건식 압축 진공 펌프입니다(최대 4단계의 다이어프램 펌프가 제조 중). 여기에서 다이어프램의 원주는 펌프 헤드와 케이싱 벽 사이에서 장력을 받습니다(그림 2.1). 연결 로드와 편심을 통해 진동 방식으로 이동합니다. 펌핑 또는 압축 챔버의 부피는 주기적으로 증가 또는 감소하면서 펌핑 동작에 영향을 줍니다. 밸브는 펌핑 챔버의 부피가 증가하는 단계 중에 흡기 라인으로 개방되는 방식으로 배열됩니다. 압축 도중 펌핑 챔버는 배기 라인과 연결됩니다. 다이어프램은 기어 챔버와 펌핑 챔버 사이에 밀봉되어 오일 및 윤활유가 없는 상태를 유지합니다(건식 압축 진공 펌프). 다이어프램과 밸브는 펌핑 가능한 매체와의 접촉하는 유일한 부품입니다. 다이어프램을 PTFE(테플론)로 코팅하고 Leybold의 DIVAC의 경우와 같이 고불소화 탄성체의 흡기 및 배기 밸브를 제조하면 공격적인 증기와 기체를 펌핑할 수 있습니다. 따라서 화학 실험실의 진공 작업에 매우 적합합니다.

그림 2.1 다이어프램 펌프 단계 설계에 대한 도식.

1) 케이싱 덮개 2) 밸브 3) 덮개 4) 다이어프램 디스크 5) 다이어프램 6) 다이어프램 지지대 디스크 7) 연결 로드 8) 편심 디스크

다이어프램 펌프의 장점

최근 다이어프램 펌프는 환경적인 측면에서 그 어느 때보다 더 중요해졌습니다. 다이어프램 펌프는 폐수를 발생시키지 않기 때문에 워터 제트 진공 펌프의 대안입니다. 전체적으로 다이어프램 진공 펌프는 워터 제트 펌프에 비해 최대 90%의 운용 비용을 절감할 수 있습니다. 로터리 베인 펌프와 비교했을 때 다이어프램 펌프의 펌핑 챔버에는 오일이 전혀 없습니다. 설계상 샤프트 씰에 오일이 유입될 필요가 없습니다.

다이어프램 펌프의 제한 사항

다이어프램의 탄성 변형률이 제한되어 있기 때문에 비교적 낮은 펌핑 속도만 얻을 수 있습니다. 이 펌핑 원리의 경우 기체는 배기 라인으로 이동할 수 없는 상사점("무효 공간"이라 함)에 남아 있습니다. 배기 압력에 남아 있는 기체의 양은 이후 흡입 스트로크가 진행되는 동안 팽창하는 펌핑 챔버로 팽창하여 주입되므로, 흡입 압력이 주입되면 새 기체의 양이 점점 줄어듭니다. 따라서 이러한 이유로 체적 효율이 악화됩니다. 다이어프램 진공 펌프는 "무효 공간"과 펌핑 챔버의 최대 부피 사이의 비율보다 더 높은 압축비를 확보할 수 없습니다. 1단계 다이어프램 진공 펌프의 경우 달성 가능한 최종 압력은 약 80mbar입니다. Leybold의 DIVAC과 같은 2단계 펌프는 약 10mbar까지 도달할 수 있습니다(그림 2.2 참조). 3단계 펌프는 약 2mbar, 4단계 다이어프램 펌프는 약 5 · 10^-1mbar까지 도달할 수 있습니다.

그림 2.2 2단계 다이어프램 펌프의 작동 원리. 연결 로드(a-d)의 네 번의 후속 회전 중 밸브의 개방 및 폐쇄, 경로 및 펌핑 메커니즘

기타 펌프 및 작업과의 호환성

3-헤드 및 4-헤드 다이어프램 펌프와 같이 최종 압력이 낮은 다이어프램 펌프는 완전히 내장된 분자 드래그 단계를 갖춘 터보 분자 펌프(화합물 또는 광범위 터보 분자 펌프)의 배압 펌프로 적합합니다. 이러한 방식으로 오일이 전혀 없는 펌프 시스템을 확보하면 질량 분광계 시스템과 누출 감지기가 포함된 측정 장비 구성에서 그 중요도가 큽니다. 로터리 베인 펌프와는 달리 이 누출 감지기용 펌프 조합은 다이어프램 펌프에 자연적으로 헬륨이 용해되지 않는다는 장점이 있으므로 헬륨이 축적되는 것을 완전히 방지할 수 있습니다. 하지만 오일 밀봉 로터리 베인 펌프 또는 스크롤 펌프의 최종 진공은 4-헤드 다이어프램 펌프보다 훨씬 우수합니다.

블로그 & 위키 펌프 유형 진공 생성 진공 지식