משאבת ואקום
 |
יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי.
| |
| יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי. |
משאבת ואקום או משאבת ריק היא מכונה, המשמשת ליצירת רִיק (ואקום) בחלל מסוים.
שימושים
משאבות ואקום נמצאות בשימוש נרחב בתחום התעשייה, ההנדסה והמדע:
- הדמיית תנאים השוררים בחלל, לצורכי ניסוי של כלי טיס המיועדים לטוס בחלל.
- הורדת נקודת הרתיחה של נוזלים, על מנת לאפשר רתיחתם בטמפרטורה נמוכה יותר ולמנוע קלקול חומרים המומסים בהם.
- אחסון יותר חומר בפחות נפח, יבוש בהקפאה של חומרים אורגניים, כחומרי מזון ותרופות, שחשיפתם לטמפרטורות גבוהות עלולה לגרום לקלקולם או לשינוי טעמם.
- ניסויים במחקרים מדעיים, לניתוח חומרים בלחצים ומצבי צבירה: נוזל, גז ומוצק.
- ייצור מוצרים הדורשים מצב ואקום, כגון נורות חשמל, שפופרות ואקום, ורכיבי אלקטרוניקה.
- בנוסף, משאבות ואקום משמשות גם להעשרת אורניום.
סוגי משאבות ואקום
בתעשייה התהליכית והכימית מצויים בשימוש משאבות ואקום משני סוגים:
- משאבות מכניות, כלומר משאבות המופעלות על ידי מנוע.
עיקרון פעולתן הוא כניסת הגז הנשאב מהחלל שבו רוצים ליצור ואקום, בדרך כלל אוויר, שעשוי להיות רווי באדי הנוזל המצוי בחלל זה, לחלל כלשהו במשאבה, ניתוק חלל זה מחלל התהליך, למשל על ידי שסתום, ודחיסת חלל זה ללחץ גבוה עד שהוא מגיע ללחץ שבו ניתן לפלוט את הגז הנשאב, למשל לאטמוספירה. בין השאר ישנן משאבות בוכנה, שבהן בוכנה הנעה הלוך ושוב בתוך צילינדר מבצעת את הדחיסה; משאבות סובבות (רוטוריות), שבהן הדחיסה נעשית על ידי רוטור ועוד.
בין המשאבות המכניות ראויה לציון מיוחד משאבת טבעת מים, שבה פעולת השאיבה נוצרת על ידי טבעת מים דינמית, המקבלת את תנועתה על ידי גלגל כפות הסובב בתוך בית משאבה אקצנטרי. יתרון משאבה זו הוא שאין מגע בין חלקי מתכת נעים, הדרוש ליצירת אטימה ודחיסה כפי שתואר לעיל, וכתוצאה מכך בלאי המשאבה נמוך בהרבה מאשר בסוגים אחרים של משאבות מכניות. חסרונה הוא שהריק שהיא יכולה ליצור מוגבל על ידי נקודת הרתיחה של המים המסתחררים בה.
- משאבות סילון (אג'קטורים), הפועלות ללא מנוע ומנצלות עקרונות תרמודינמיים לצורך פעולתן.
בהתאם לעיקרון תרמודינמי, סכום אנרגיית הלחץ ואנרגיית המהירות של זורם (פלואיד) כלשהו כגון: נוזל, גז או אדים, נשאר קבוע בתנאי שספיקתו נשארת קבועה. כלומר הגברת לחץ הזורם תקטין את מהירותו ולהפך.
במשאבת סילון קיימת תנועה של שני פלואידים: פלואיד מניע ופלואיד נינק. כדוגמה ניתן לראות את עקרון הפעולה של משאבת סילון הפועלת על קיטור :
- קיטור בלחץ זורם דרך נחיר ששטח החתך שלו קטן בתחילתו ואחר כך גדל ("נחיר מתכנס מתבדר").
- כתוצאה מכך מהירותו גדלה ויכולה להגיע למהירויות גבוהות מאד.
- הודות למהירות גדולה זו של הקיטור ביציאה מהנחיר נוצר שם ואקום גבוה, היונק את הפלואיד הנינק מהחלל שבו הוא נמצא.
- שני הזרמים, המניע והנינק, מתערבבים, ועל ידי הגדלת שטח החתך שלהם ניתן להוריד את מהירותם ובכך להגביר את לחצם. בדרך כלל מוגבל היחס בין לחץ היניקה ולחץ הסניקה (יחס זה נקרא "יחס דחיסה").
אם מעוניינים להשיג יחס דחיסה גבוה יותר, ניתן לבנות מערכת משולבת כאשר בכל שלב של מעבר מושגת רמת ריק נמוכה יותר . בצורה זו ניתן לבנות מערכות בנות שתיים, שלוש, ארבע, חמש ויותר דרגות ולהגיע לריק של אלפיות מ"מ כספית.
קישורים חיצוניים
