تصفح الكمية:0 الكاتب:Wordfik فراغ نشر الوقت: 2025-12-30 المنشأ:Wordfik Vacuum
الضغط السلبي هو المبدأ الأساسي وراء جميع تطبيقات مضخة التفريغ، ومع ذلك فإن العديد من المستخدمين لا يفهمون تمامًا كيف تقوم مضخات التفريغ فعليًا بإنشاء ضغط سلبي أو سبب أهمية هذه العملية في الأنظمة الصناعية.
بعبارات بسيطة، تخلق مضخة التفريغ ضغطًا سلبيًا عن طريق إزالة جزيئات الغاز من مساحة مغلقة، مما يخفض الضغط الداخلي إلى ما دون الضغط الجوي. يتيح فرق الضغط هذا عمليات مثل معالجة المواد والتعبئة وتفريغ الغاز والتجفيف وتشكيل الفراغ.
في هذه المقالة، سنشرح بوضوح كيف تولد مضخات التفريغ ضغطًا سلبيًا، والفيزياء التي تقف وراءها، وآليات المضخة المختلفة، وما هي العوامل التي تؤثر على أداء التفريغ في التطبيقات الصناعية الحقيقية.
يشير الضغط السلبي إلى حالة يكون فيها الضغط داخل النظام أقل من الضغط الجوي.
الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر: ≈1013 ملي بار (760 تور)
الضغط السلبي: أي ضغط أقل من الضغط الجوي
يزداد مستوى الفراغ مع انخفاض الضغط
في الممارسة الصناعية، يتم قياس الضغط السلبي باستخدام:
ملي بار / كيلو باسكال (الضغط المطلق)
توري
السلطة الفلسطينية
كلما انخفض الضغط داخل النظام، كان تأثير الفراغ أقوى.
لا تقوم مضخة التفريغ 'بسحب' الهواء .
، بل تقوم بإزالة جزيئات الغاز من الحجم المغلق.
عند إزالة جزيئات الغاز:
يتناقص عدد الجزيئات داخل الحجرة
ينخفض تردد الاصطدام الجزيئي
ينخفض الضغط الداخلي
يتشكل ضغط سلبي بالنسبة للجو الخارجي
يؤدي اختلاف الضغط هذا إلى تحرك الهواء الخارجي أو المواد نحو منطقة الضغط المنخفض.
لا يمكن إنشاء الضغط السلبي إلا في بيئة مغلقة أو شبه مغلقة.
غرفة فراغ
الأنابيب
وعاء العملية
حاوية آلة التعبئة والتغليف
أي تسرب سوف يؤدي إلى إدخال الهواء بشكل مستمر ويحد من الفراغ الذي يمكن تحقيقه.
مدخل مضخة التفريغ متصل بالنظام.
عندما تبدأ المضخة بالعمل:
تدخل جزيئات الغاز إلى المضخة عبر منفذ المدخل
يحدث التدفق بسبب اختلاف الضغط بين الحجرة والمضخة الداخلية
تكون جزيئات الغاز داخل المضخة إما:
محاصرة ونازحة (ريشة دوارة، مضخات لولبية)
المضغوطة والطردية (المضخات الحلقية السائلة)
يتم النقل بواسطة الزخم (مضخات التفريغ العالية)
تعمل هذه العملية على عزل الغاز من حجم النظام.
بعد الضغط أو الإزاحة:
يتم طرد الغاز من خلال منفذ العادم
ينخفض الضغط داخل النظام أكثر
يؤدي التشغيل المستمر إلى زيادة مستوى الفراغ تدريجيًا
في النهاية يصل النظام إلى التوازن حيث:
معدل إزالة الغاز = معدل دخول الغاز (التسربات، إطلاق الغازات)
ويسمى هذا الضغط بالفراغ النهائي
تخلق مضخات الريشة الدوارة ضغطًا سلبيًا عن طريق توسيع وتقليص الأحجام المغلقة ميكانيكيًا.
آلية العمل
يدور الدوار بشكل غريب الأطوار داخل الأسطوانة
تنزلق دوارات إلى الخارج لتشكل غرفًا
تتوسع الغرف ← يدخل الغاز
عقد الغرف → يتم ضغط الغاز وطرده
الخصائص الرئيسية
ضغط سلبي مستقر
مناسبة للفراغ المنخفض إلى المتوسط
تستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية
تخلق مضخات التفريغ الجافة ضغطًا سلبيًا دون تسرب الزيت.
كيف يعملون
الغاز محصور بين الدوارات أو البراغي
يتناقص الحجم مع تحرك الغاز نحو العادم
لا يوجد تلوث بالزيت داخل غرفة الضغط
المزايا
فراغ نظيف
صيانة منخفضة
مثالية للإلكترونيات والأدوية والعمليات النظيفة
تستخدم المضخات الحلقية السائلة سائلًا دوارًا (عادةً الماء) لتشكيل غرف الضغط.
خلق الضغط السلبي
تشكل الحلقة السائلة جيوبًا متغيرة الحجم
يتم سحب الغاز وضغطه
يعمل السائل كختم
الأفضل ل
التعامل مع الغاز الرطب
الصناعات الكيميائية والعملية
تعمل مضخات التفريغ العالية (مثل مضخات الانتشار أو المضخات الجزيئية) على خلق ضغط سلبي عن طريق نقل الزخم إلى جزيئات الغاز ، ودفعها نحو العادم.
هذه المضخات:
تتطلب مضخات الدعم
تعمل عند ضغوط منخفضة للغاية
تستخدم في التطبيقات المتخصصة
تحدد سرعة الضخ مدى سرعة إزالة الغاز.
سرعة ضخ أعلى = تقليل الضغط بشكل أسرع
يجب أن يتطابق مع حجم النظام وتحميل العملية
حتى التسريبات الصغيرة تقلل الضغط السلبي بشكل كبير.
مصادر التسرب الشائعة:
مفاصل الأنابيب
الشفاه
الأختام
الصمامات
يعد اكتشاف التسرب وختمه أمرًا بالغ الأهمية.
المواد الموجودة داخل النظام تطلق الغاز بمرور الوقت.
تشمل المصادر:
البلاستيك
ممحاة
رُطُوبَة
بقايا العملية
إطلاق الغازات يحد من مستويات الفراغ التي يمكن تحقيقها.
تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة النشاط الجزيئي وإطلاق الغازات، مما يقلل من أداء الفراغ.
يتيح الضغط السلبي العديد من العمليات الصناعية، بما في ذلك:
رفع المواد وعقدها
التعبئة والتغليف فراغ
تفريغ السوائل والراتنجات
عمليات التجفيف
تشكيل الفراغ والقولبة
التقطير الكيميائي
تصنيع أشباه الموصلات
يضمن المستوى الصحيح للضغط السلبي ما يلي:
استقرار العملية
جودة المنتج
كفاءة الطاقة
غير صحيح.
تعمل مضخات التفريغ على إزالة جزيئات الغاز ؛ تدفق الهواء بسبب اختلاف الضغط.
ليس دائما.
يعتمد مستوى الفراغ على:
تصميم المضخة
ختم النظام
عملية تحميل الغاز
تتطلب التطبيقات المختلفة تقنيات فراغ مختلفة.
عند اختيار مضخة فراغ، والنظر في ما يلي:
مستوى الفراغ المطلوب
حجم النظام
نوع الغاز المعالج
التشغيل المستمر أو المتقطع
متطلبات النظافة
استهلاك الطاقة
إن مطابقة المضخة بشكل صحيح يضمن توليد ضغط سلبي مستقر وفعال.
ج: تخلق مضخة التفريغ ضغطًا سلبيًا عن طريق إزالة جزيئات الغاز من مساحة مغلقة، مما يخفض الضغط الداخلي إلى ما دون الضغط الجوي.
ج: نعم، طالما أن المضخة تزيل الغاز بشكل مستمر بمعدل يساوي أو أكبر من دخول الغاز من التسربات أو إطلاق الغازات.
ج: يحدد تسرب النظام، وإطلاق الغازات، وتصميم المضخة، وظروف التشغيل مستوى الفراغ النهائي.
ج: يشير الضغط السلبي إلى الضغط الذي يقل عن الضغط الجوي، بينما يشير الفراغ إلى الحالة الناتجة عن الضغط السلبي.
يصل النظام إلى التوازن حيث تعادل إزالة الغاز دخول الغاز، مما يحدد الفراغ النهائي.
تخلق مضخات التفريغ ضغطًا سلبيًا عن طريق إزالة جزيئات الغاز بشكل منهجي من بيئة مغلقة ، مما يقلل الضغط الداخلي ويتيح نطاقًا واسعًا من العمليات الصناعية.
إن فهم كيفية توليد الضغط السلبي - وما هي العوامل التي تؤثر عليه - يساعد المهندسين والمشترين على اختيار مضخة التفريغ المناسبة، وتحسين أداء النظام، وتجنب المشكلات التشغيلية المكلفة.
بالنسبة للتطبيقات الصناعية التي تتطلب توليد ضغط سلبي موثوق به وفعال، يعد اختيار تقنية مضخة التفريغ الصحيحة أمرًا ضروريًا.
