Các loại bơm chân không

Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy bơm chân không công nghiệp vẫn giữ nguyên bất kể loại công nghệ nào.

Hệ thống chân không công nghiệp có thể được phân loại vào các nhóm phạm vi áp suất sau:

• Rough/Low Áp suất chân không: 1000 đến 1 mbar / 760 đến 0,75 Torr
• Hút chân không mịn/trung bình: 1 đến 10-3 mbar / 0,75 đến 7,5-3 Torr
• Chân không cao: 10-3 đến 10-7 mbar / 7.5-3 to 7,5-7 Torr
• Chân không cực cao: 10⁻⁷ đến 10⁻¹¹ mbar / 7,5-7 đến 7,5-11 Torr
• Chân không cực cao: < 10-11 mbar / < 7,5-11 Torr

Máy bơm chuyển khí vận chuyển các phân tử khí bằng cách trao đổi động lượng (tác động động học) hoặc bằng cách dịch chuyển thể tích. Số lượng phân tử khí được thải ra từ bơm bằng với số lượng phân tử khí đi vào bơm, và khí được thải ra có áp suất cao hơn một chút so với áp suất khí quyển.Tỷ số nén là tỷ lệ giữa áp suất khí thải (đầu ra) và áp suất thấp nhất thu được (đầu vào).

Bơm chuyển động năng

Máy bơm chuyển khí động năng sử dụng các cánh quạt tốc độ cao hoặc hơi nước được đưa vào để dẫn khí về phía cửa ra, hoạt động dựa trên nguyên lý truyền động lượng. Các loại bơm này có thể đạt được tỷ lệ nén cao ở áp suất thấp nhưng thường không có thể tích kín.

Các loại bơm hoạt động bằng cách giữ chặt một thể tích khí và đẩy nó qua bơm được gọi là bơm thể tích dương. Thường được thiết kế nhiều giai đoạn trên một trục truyền động duy nhất, thể tích được cô lập sẽ được nén xuống thể tích nhỏ hơn ở áp suất cao hơn, và cuối cùng khí nén được thải ra ngoài không khí hoặc đến máy bơm tiếp theo. Để tạo ra độ chân không và lưu lượng cao hơn, người ta thường sử dụng hai máy bơm chuyển tiếp mắc nối tiếp. 

Như đã đề cập trước đó, máy bơm chân không kiểu dịch chuyển tích cực được sử dụng để tạo ra chân không thấp. Loại bơm chân không này làm giãn nở một khoang và cho phép khí thoát ra khỏi môi trường hoặc buồng kín. Sau đó, khoang này được bịt kín và cho phép khí thoát ra ngoài khí quyển. Nguyên lý hoạt động của bơm chân không thể tích dương là tạo ra chân không bằng cách mở rộng thể tích của một thùng chứa. Ví dụ, trong một máy bơm nước bằng tay, một cơ cấu sẽ mở rộng một khoang kín nhỏ để tạo ra chân không sâu. Do áp suất, một lượng chất lỏng từ buồng bị đẩy vào khoang nhỏ của bơm. Sau đó, khoang của bơm được bịt kín khỏi buồng, mở ra môi trường bên ngoài và được nén lại đến kích thước cực nhỏ. Một ví dụ khác về bơm chân không thể tích dương là cơ hoành giãn nở khoang ngực, làm tăng thể tích phổi. Sự giãn nở này tạo ra một vùng chân không cục bộ và làm giảm áp suất, sau đó không khí sẽ lấp đầy vùng chân không này do áp suất khí quyển đẩy vào. Ví dụ về bơm chân không thể tích dương là bơm chân không vòng chất lỏng và máy thổi Roots, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp để tạo chân không trong không gian hạn hẹp.

Không có gì ngạc nhiên khi các loại bơm thu giữ các phân tử khí trên bề mặt bên trong hệ thống chân không được gọi là bơm thu giữ hoặc bơm bẫy. Các loại bơm này hoạt động ở lưu lượng thấp hơn so với các loại bơm chân không như bơm chuyển chất lỏng, tuy nhiên, chúng có thể tạo ra độ chân không cực cao, xuống đến 10-12 Torr. Máy bơm hút chân không hoạt động bằng cách ngưng tụ đông lạnh, phản ứng ion hoặc phản ứng hóa học và không có bộ phận chuyển động, do đó tạo ra chân không không dầu.
Các loại bơm hút chân không hoạt động dựa trên phản ứng hóa học thường hoạt động hiệu quả hơn vì chúng thường được đặt bên trong thùng chứa nơi cần tạo chân không. Các phân tử không khí tạo thành một lớp màng mỏng, lớp màng này sẽ bị loại bỏ khi máy bơm hoạt động, gây ra phản ứng hóa học trên các bề mặt bên trong của máy bơm. Máy bơm kiểu bẫy được sử dụng cùng với máy bơm chân không kiểu thể tích dương và máy bơm chân không kiểu truyền động lượng để tạo ra chân không cực cao.

Máy bơm ly tâm

Máy bơm ly tâm là loại máy vận hành bằng thủy lực, đặc trưng bởi khả năng truyền năng lượng cho chất lỏng (đặc biệt là chất lỏng) thông qua hoạt động của trường lực ly tâm. Mục đích chính của chúng là vận chuyển chất lỏng bằng cách tăng áp suất. Máy bơm ly tâm có thể có cấu tạo khác nhau, nhưng nguyên lý hoạt động và đặc tính động lực học chất lỏng của chúng luôn giống nhau.