ปั๊มเมมเบรนทํางานอย่างไร

แชร์ผ่าน

ปั๊มสุญญากาศแบบเมมเบรนเป็นปั๊มแทนที่แบบสั่นสะเทือน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มผลิตภัณฑ์ปั๊มสุญญากาศถ่ายเทก๊าซ ช่วงที่นําเสนอหมายความว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้อยู่ในหมวดหมู่สุญญากาศแบบหยาบ ซึ่งมีความสําคัญในห้องปฏิบัติการที่ต้องการแรงดันเพียงไม่กี่มิลลิบาร์ ซึ่งนําไปสู่การใช้งานในห้องปฏิบัติการทางเคมีสําหรับกระบวนการทางเภสัชกรรมหรือทางการแพทย์ และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย

ปฏิบัติการ

ปั๊มสุญญากาศแบบไดอะแฟรมเป็นปั๊มสุญญากาศแบบอัดแห้งจังหวะเดียวหรือหลายจังหวะ (ปั๊มไดอะแฟรมที่มีจังหวะสูงสุดสี่จังหวะกําลังผลิตอยู่) ในที่นี้ เส้นรอบวงของไดอะแฟรมจะตึงระหว่างหัวปั๊มและผนังตัวเรือน (รูปที่ 2.1) จะเคลื่อนที่ในลักษณะสั่นสะเทือนโดยใช้ก้านสูบและเยื้องศูนย์กลาง ห้องปั๊มหรือห้องบีบอัดที่มีปริมาตรเพิ่มขึ้นและลดลงเป็นระยะๆ จะส่งผลต่อการปั๊ม วาล์วถูกจัดเรียงในลักษณะที่ในระหว่างเฟสที่ปริมาตรของห้องปั๊มเพิ่มขึ้น วาล์วจะเปิดไปยังท่อไอดี ระหว่างการบีบอัด ห้องปั๊มจะเชื่อมต่อกับท่อไอเสีย ไดอะแฟรมจะปิดผนึกอย่างแน่นหนาระหว่างห้องเฟืองและห้องปั๊มเพื่อให้ปราศจากน้ํามันและสารหล่อลื่น (ปั๊มสุญญากาศแบบอัดแห้ง) ไดอะแฟรมและวาล์วเป็นส่วนประกอบเดียวที่สัมผัสกับสารตัวกลางที่จะปั๊ม เมื่อเคลือบไดอะแฟรมด้วย PTFE (เทฟลอน) และเมื่อผลิตวาล์วขาเข้าและวาล์วไอเสียของอีลาสโตเมอร์ที่มีฟลูออไรด์สูง เช่น ในกรณีของ DIVAC จาก Leybold ก็สามารถปั๊มไอระเหยและก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการใช้งานสุญญากาศในห้องปฏิบัติการเคมี

ภาพที่ 2.1 แผนผังการออกแบบจังหวะปั๊มไดอะแฟรม

1) ฝาครอบตัวเรือน 2) วาล์ว 3) ฝาครอบ 4) ดิสก์ไดอะแฟรม 5) ไดอะแฟรม 6) ดิสก์รองรับไดอะแฟรม 7) ก้านสูบ 8) ดิสก์เยื้องศูนย์

ประโยชน์ของปั๊มเมมเบรน

เมื่อเร็วๆ นี้ ปั๊มไดอะแฟรมมีความสําคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากเหตุผลด้านสิ่งแวดล้อมเป็นหลัก ซึ่งเป็นทางเลือกแทนปั๊มสุญญากาศแบบน้ําฉีด เนื่องจากปั๊มไดอะแฟรมไม่ผลิตน้ําเสีย โดยรวมแล้ว ปั๊มสุญญากาศแบบเมมเบรนสามารถประหยัดต้นทุนการดําเนินงานได้ถึง 90% เมื่อเทียบกับปั๊มน้ําฉีด เมื่อเปรียบเทียบกับปั๊มใบพัดโรตารี่ ห้องปั๊มของปั๊มไดอะแฟรมจะปราศจากน้ํามันทั้งหมด เนื่องจากการออกแบบ จึงไม่จําเป็นต้องใช้ซีลเพลาแบบจุ่มน้ํามัน

ข้อจํากัดของปั๊มเมมเบรน

เนื่องจากความสามารถในการเปลี่ยนรูปที่ยืดหยุ่นของไดอะแฟรมมีจํากัด จึงทําให้ได้ความเร็วในการปั๊มที่ต่ํามากเท่านั้น ในกรณีของหลักการปั๊มนี้ ปริมาตรจะยังคงอยู่ที่จุดตายตัวบน หรือที่เรียกว่า "พื้นที่ตายตัว" ซึ่งก๊าซจะไม่สามารถเคลื่อนที่ไปยังท่อไอเสียได้ ปริมาณก๊าซที่ยังคงอยู่ที่แรงดันไอเสียจะขยายตัวเข้าสู่ห้องปั๊มที่ขยายตัวในระหว่างจังหวะการดูดถัดไป ซึ่งจะทําให้เติมก๊าซดังกล่าว ดังนั้นเมื่อแรงดันขาเข้าลดลง ปริมาณก๊าซใหม่ที่ไหลเข้าจะลดลงมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นประสิทธิภาพเชิงปริมาตรจึงลดลงอย่างต่อเนื่องด้วยเหตุผลนี้ ปั๊มสุญญากาศแบบเมมเบรนไม่สามารถบรรลุอัตราส่วนการบีบอัดที่สูงกว่าอัตราส่วนระหว่าง "พื้นที่ว่าง" และปริมาตรสูงสุดของห้องปั๊ม ในกรณีของปั๊มสุญญากาศแบบไดอะแฟรมจังหวะเดียว แรงดันสูงสุดที่บรรลุได้จะอยู่ที่ประมาณ 80 mbar ปั๊มสองจังหวะ เช่น DIVAC จาก Leybold สามารถทํางานได้ประมาณ 10 mbar (ดูรูปที่ 2.2), ปั๊มสามจังหวะสามารถบรรลุประมาณ 2 mbar และปั๊มไดอะแฟรมสี่จังหวะสามารถบรรลุประมาณ 5 ·10 ^-1 mbar

รูปที่ 2.2 หลักการทํางานของปั๊มไดอะแฟรมสองจังหวะ การเปิดและการปิดวาล์ว เส้นทาง และกลไกการปั๊มในระหว่างสี่เฟสถัดไปของการหมุนก้านต่อ (a-d)

ความเข้ากันได้กับปั๊มและการใช้งานอื่นๆ

ปั๊มไดอะแฟรมที่มีแรงดันขั้นสุดท้ายต่ํา เช่น ปั๊มไดอะแฟรมสามหัวและปั๊มไดอะแฟรมสี่หัว เหมาะสําหรับใช้เป็นปั๊มสํารองสําหรับปั๊มเทอร์โบโมเลกุลที่มีจังหวะการดึงโมเลกุลแบบครบวงจร (ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลแบบผสมหรือแบบกว้าง) ด้วยวิธีนี้จะได้ระบบปั๊มที่ปราศจากน้ํามันอย่างแท้จริง ซึ่งมีความสําคัญอย่างยิ่งต่อการจัดเตรียมการวัดค่าที่เกี่ยวข้องกับระบบแมสสเปกโตรมิเตอร์และเครื่องตรวจจับการรั่วไหล เมื่อเปรียบเทียบกับปั๊มใบพัดโรตารี่ การผสมผสานของปั๊มสําหรับเครื่องตรวจจับการรั่วไหลนี้มีข้อได้เปรียบที่ไม่มีฮีเลียมละลายในปั๊มไดอะแฟรมตามธรรมชาติ ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการสะสมของพื้นหลังที่เป็นไปได้ของฮีเลียมทั้งหมด อย่างไรก็ตาม สุญญากาศขั้นสุดท้ายสําหรับปั๊มใบพัดโรตารี่ซีลน้ํามันหรือปั๊มสโครลดีกว่าปั๊มไดอะแฟรม 4 หัวมาก

Blog & Wiki Pump Types Vacuum Generation Vacuum Fundamentals