वैक्यूम पंप

1650 में, ओटी वॉन गुएरिके ने एक सीलबंद मात्रा से गैस के अणुओं को हटाने और आंशिक वैक्यूम को पीछे छोड़ने के लिए एक वैक्यूम पंप का आविष्कार किया। सीलबंद और सीमित स्थानों से, यह उपकरण हवा और गैसों को बाहर निकालता है। सीलिंग और क्लीनिंग जैसे अनुप्रयोगों में, इस उपकरण का प्रमुख रूप से उपयोग किया जाता है।

पंपिंग स्पीड प्रदर्शन को मापने का कारक है। पंपिंग गति की पहचान इनलेट पर पंप की वॉल्यूम प्रवाह दर से की जाती है। इस गति को वॉल्यूम प्रति यूनिट समय में मापा जाता है। पंपिंग दर अक्सर सभी पंपों और पंप की जा रही गैसों के लिए अलग-अलग होती है। कक्ष में शेष गैसों की रासायनिक संरचना के आधार पर पंप की औसत मात्रा प्रवाह दर भिन्न होती है।

प्रदर्शन स्तर के निर्धारण में दूसरा कारक थ्रूपुट है, जिसे इनलेट में गैस के दबाव से पंपिंग गति को गुणा करके मापा जाता है। एक स्थिर तापमान पर प्रति यूनिट समय में पंप किए गए अणुओं की संख्या कुल होती है।

एक बंद जगह में वैक्यूम बनाने के लिए, इस उपकरण का उपयोग चूषण द्वारा हवा को हटाने और हवा के घनत्व को उत्तरोत्तर कम करने के लिए किया जाता है। सिस्टम के भीतर मौजूद हवा के रूप में, यह हवा को बाहर निकालती है, और एक घूर्णन शाफ्ट की यांत्रिक इनपुट ऊर्जा को वायवीय ऊर्जा में परिवर्तित करती है। यह बाहरी वातावरण की तुलना में सीलबंद मात्रा में आंतरिक दबाव के स्तर को कम करता है। निकाली गई गैस या हवा की मात्रा, और आंतरिक और बाहरी वातावरण के बीच उत्पादित दबाव अंतर उत्पादित ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करने के कारक हैं।

वैक्यूम पंप के उद्योगों में कई वैज्ञानिक और चिकित्सा अनुप्रयोग हैं जैसे कि रसायन, फार्मास्यूटिकल्स, ट्रीटमेंट प्लांट, सीमेंट, पल्प एंड पेपर, शुगर मिल, प्रोसेस इंडस्ट्री और पावर प्लांट आदि, कोई भी उद्योग आमतौर पर एक सीमित स्थान में उच्च स्तर का वैक्यूम बनाने के लिए दो या दो से अधिक प्रकार के पंपों का उपयोग करता है।

वैक्यूम वॉटर पंप के कुछ औद्योगिक उपयोग यहां दिए गए हैं: a. ऑटोमोबाइल

ख. बिजली के लैंप और ट्यूब के उत्पादन में, जिसके दौरान उपकरण को खाली किया जाता है और इसे विशिष्ट प्रकार की गैस या गैसों के मिश्रण से फिर से भर दिया जाता है।

ई. सेमीकंडक्टर प्रोसेसिंग, जैसे सूखी नक़्क़ाशी, आयन इम्प्लांटेशन, और CVD, PVD, ALD और PECVD के जमाव में।

k. मास स्पेक्ट्रोमीटर जो आयन स्रोत और डिटेक्टर के बीच अल्ट्रा हाई वैक्यूम स्तर उत्पन्न कर सकते हैं।

एम. ट्रैश कॉम्पैक्टिंग

ऐसे कई वैक्यूम पंप हैं जिनका एक सीमित स्थान से हवा, गैसों और वाष्प को निकालने और वहां वैक्यूम बनाने का एक सामान्य कार्य है। तीन प्रकार के वैक्यूम पंपों के बारे में यहां विस्तार से बताया गया है: -

सकारात्मक विस्थापन वैक्यूम पंप कम वैक्यूम बनाने में उपयोगी होते हैं। यह वैक्यूम वाटर पंप एक कैविटी का विस्तार करने का काम करता है और सीलबंद वातावरण या कक्ष से गैसों के प्रवाह को बाहर निकालता है। इस प्रक्रिया के बाद, कैविटी को सील कर दिया जाता है और इसके परिणामस्वरूप यह वातावरण में समाप्त हो जाती है। सकारात्मक विस्थापन वैक्यूम पंप का उपयोग मुख्य रूप से कंटेनर के आयतन को बढ़ाकर वैक्यूम बनाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक मैनुअल वॉटर पंप में डीप वैक्यूम बनाया जाता है, जब तंत्र एक छोटे से सीलबंद कैविटी का विस्तार करता है। दबाव कक्ष से कुछ तरल पदार्थ को पंप की छोटी गुहा में धकेलता है। फिर पंपों की गुहा को कक्ष से सील कर दिया जाता है, वायुमंडल में खोला जाता है और एक मिनट के आकार में वापस निचोड़ा जाता है। सकारात्मक विस्थापन वैक्यूम वॉटर पंप की कार्यप्रणाली को डायाफ्राम मांसपेशी के काम से समझाया जा सकता है जो छाती की गुहा का विस्तार करती है और फेफड़ों की मात्रा में वृद्धि करती है। यह विस्तार आंशिक वैक्यूम बनाता है और दबाव को कम करता है, जो बाद में वायुमंडलीय दबाव से अंदर धकेलने वाली वायुमंडलीय हवा से भर जाता है। सीमित स्थान में वैक्यूम बनाने के लिए कई उद्योगों में सकारात्मक विस्थापन वैक्यूम पंप, जैसे लिक्विड रिंग वैक्यूम पंप और रूट ब्लोअर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मोमेंटम ट्रांसफर पंप वह जगह है जहां गैस के अणुओं को वैक्यूम साइड से एग्जॉस्ट साइड तक बढ़ाया जाता है। फ्लुइड डायनामिक्स नियमों के अनुसार, अलग-अलग दबाव पर पदार्थ का प्रवाह अलग-अलग होता है। चिपचिपा प्रवाह तब उत्पन्न होता है जब अणु वायुमंडलीय दबाव और हल्के आयतन में एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, और अपने पड़ोसी अणुओं पर दबाव डालते हैं। जब अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है, तो वे अन्य अणुओं के बजाय कक्ष की दीवारों के साथ अक्सर बातचीत करना शुरू कर देते हैं। इस अवस्था को उच्च आयतन के रूप में जाना जाता है, जिसे सकारात्मक विस्थापन की तुलना में अधिक प्रभावी कहा जाता है। इस तरह के पंप को आगे डिफ्यूजन पंप और टर्बोमोलेक्यूलर पंप में विभाजित किया जा सकता है। ये दो पंप गैस के अणुओं को उड़ा देते हैं जो पंप में फैल जाते हैं। दोनों पंपों के बीच का अंतर यह है कि डिफ्यूजन पंप तेल के जेट से अणुओं को उड़ा देता है, जबकि टर्बोमोलेक्यूलर पंप हाई स्पीड पंखे का उपयोग करता है। वायुमंडलीय दबाव से सीधे थकने पर दोनों प्रकार के पंप रुक जाएंगे और पंप करने में विफल हो जाएंगे।

ऑपरेशन के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हैं और कहा जाता है कि वे बेहतर प्रदर्शन करते हैं क्योंकि उन्हें आमतौर पर वैक्यूम करने के लिए कंटेनर के अंदर रखा जाता है। हवा में अणुओं द्वारा बनाई गई एक पतली फिल्म को फंसाने वाले पंपों द्वारा हटा दिया जाता है क्योंकि वे पंप की आंतरिक सतहों पर रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। ठंडे तापमान का उपयोग करने वाले इस प्रकार के वैक्यूम पंप द्वारा गैसों को ठोस या अवशोषित अवस्था में संघनित किया जाता है। अल्ट्रा हाई वैक्यूम चैंबर बनाने के लिए विस्थापन वैक्यूम वॉटर पंप और मोमेंटम ट्रांसफर वैक्यूम पंपों के साथ एंट्रैपमेंट पंपों का उपयोग किया जाता है।