قاذف فراغي

يُستخدم جهاز شفط الماء البسيط والرخيص على نطاق واسع في مختبرات الكيمياء والأحياء ، ويتكون من وصلة على شكل حرف T متصلة بصنبور ، ولها طرف توصيل خرطوم في أحد طرفيها. يمر الماء عبر الجزء المستقيم من الوصلة، والذي يوجد به تضييق عند نقطة التقاء طرفي الوصلة. يجب توصيل خرطوم الشفط بهذا الطرف. في الماضي، كانت أجهزة شفط الماء شائعة الاستخدام في عمليات الشفط ذات القوة المنخفضة في مختبرات الكيمياء. إلا أنها تستهلك كميات كبيرة من الماء، وبحسب الغرض من استخدام الشفط (مثل إزالة المذيبات)، فقد تُخالف قوانين حماية البيئة، مثل قانون الحفاظ على الموارد واستعادتها ( RCRA)، وذلك بخلط مواد كيميائية خطرة محتملة في مجرى الماء، ثم تصريفها في مصرف يؤدي غالبًا مباشرة إلى شبكة الصرف الصحي البلدية. انخفض استخدامها نوعًا ما نظرًا لأن مضخات الشفط الكهربائية الصغيرة أكثر فعالية وأمانًا بيئيًا وأقل تكلفة، إلا أن بساطة هذا الجهاز وموثوقيته العالية جعلته لا يزال شائعًا في المختبرات الصغيرة أو كجهاز احتياطي.

يُستخدم نوع آخر أكبر بكثير من هذا الجهاز في العمليات البحرية لتجفيف المناطق التي غمرتها المياه في السفن في حالات الطوارئ. يُشار إليه عادةً باسم " المُرشِّح" في هذه التطبيقات، ويُفضَّل استخدامه على المضخات الكهربائية لبساطته وصغر حجمه وانخفاض خطر انفجاره بشكل كبير في حال وجود سوائل أو أبخرة قابلة للاشتعال. إضافةً إلى ذلك، وعلى عكس العديد من المضخات الميكانيكية، يمكنه أيضًا تمرير الحطام لعدم احتوائه على أجزاء متحركة قابلة للتلف. وهذا ما يجعله مفيدًا بشكل خاص في الحالات التي يُسبب فيها تركيب مصفاة للحطام على منفذ الشفط مشاكل أكثر من فوائده. يعتمد حجم الحطام الذي يمكن تمريره على الحجم الفعلي للمُرشِّح. تختلف الأحجام ومعدلات التدفق والتطبيقات، بما في ذلك المُرشِّحات المُثبَّتة بشكل دائم (والتي تُستخدم عادةً في المساحات الكبيرة جدًا، مثل غرفة المحرك الرئيسية للسفينة)، أو النماذج المحمولة التي يمكن إنزالها إلى المساحات بواسطة حبل وتزويدها بالماء وتصريفه عبر خراطيم مكافحة الحرائق. يتم تزويد معظمها عبر خط إطفاء الحرائق الرئيسي للسفينة، ويمكن أيضًا تزويد النماذج المحمولة بواسطة مضخة طوارئ، بشرط أن تتمكن من توفير تدفق كافٍ لتشغيل جهاز الإيدوكتور.

يستخدم جهاز طرد البخار الصناعي (المعروف أيضًا باسم "جهاز طرد البخار النفاث" أو "جهاز شفط البخار") البخار كسائل تشغيل، وتستطيع الأنظمة متعددة المراحل إنتاج مستويات فراغ عالية جدًا. وبفضل عدم وجود أجزاء متحركة دقيقة، ودور تدفق البخار في عملية التنظيف، يمكن لأجهزة طرد البخار التعامل مع تدفقات الغاز التي تحتوي على سوائل أو غبار أو حتى جزيئات صلبة قد تُلحق الضرر بالعديد من مضخات التفريغ الأخرى أو تسدّها. وقد أتاحت أجهزة الطرد المصنوعة بالكامل من مواد متخصصة مثل مادة PTFE أو الجرافيت استخدام الغازات شديدة التآكل، نظرًا لعدم احتوائها على أجزاء متحركة، إذ يمكن تصنيعها بالكامل من أي مادة تقريبًا تتمتع بالمتانة الكافية.

لتجنب استخدام كميات كبيرة من البخار أو ضغوط تشغيل غير عملية، لا يُستخدم عادةً جهاز طرد بخار أحادي المرحلة لتوليد فراغ أقل من 10 كيلو باسكال (75 ملم زئبق ). ^{[ 1 ]} ولتوليد فراغ أعلى، تُستخدم مراحل متعددة؛ ففي جهاز طرد بخار ثنائي المرحلة ، على سبيل المثال، توفر المرحلة الثانية فراغًا لبخار النفايات الناتج عن المرحلة الأولى. وتُستخدم المكثفات عادةً بين المراحل لتقليل الحمل على المراحل اللاحقة بشكل ملحوظ. ويمكن استخدام أجهزة طرد البخار ذات مرحلتين، أو ثلاث، أو أربع، أو خمس، أو ست مراحل لإنتاج فراغ يصل إلى 2.5 كيلو باسكال ، و300 باسكال، و40 باسكال، و4 باسكال، و0.4 باسكال على التوالي. ^{[ 1 ]}

تُعدّ قاذفات البخار مناسبةً أيضاً لضخّ العديد من السوائل، فإذا أمكن تكثيف البخار بسهولة في السائل، فلا حاجة لفصل سائل التشغيل أو التعامل مع رذاذ قطرات السائل. هذه هي آلية عمل حاقن البخار .

يُستخدم نظام الحقن أيضًا في قاذفات التفريغ لأنظمة الكبح المستمر للقطارات ، والتي أصبحت إلزامية في المملكة المتحدة بموجب قانون تنظيم السكك الحديدية لعام 1889. يستخدم قاذف التفريغ ضغط البخار لسحب الهواء من أنبوب التفريغ وخزانات نظام الكبح المستمر للقطار. وجدت قاطرات البخار، التي تتمتع بمصدر بخار جاهز، أن نظام الحقن مثاليًا لبساطته ومتانته وخلوه من الأجزاء المتحركة. تحتوي قاطرة البخار عادةً على قاذفين: قاذف كبير لتحرير المكابح عند التوقف، وقاذف صغير للحفاظ على التفريغ ومنع التسرب. يتم توجيه العادم من القاذفين دائمًا إلى صندوق الدخان ، مما يساعد المنفاخ في سحب الهواء. يُستبدل القاذف الصغير أحيانًا بمضخة ترددية تعمل من رأس المضخة لأنها أكثر اقتصادًا في استهلاك البخار ولا يلزم تشغيلها إلا أثناء حركة القطار.

يُعرف هذا الجهاز باسم قاذف الهواء ، أو مضخة فنتوري ، أو قاذف الفراغ . وهو مشابه في طريقة عمله لقاذف البخار، ولكنه يستخدم هواءً مضغوطًا عاليًا كسائل عامل. يمكن استخدام قاذفات هواء متعددة المراحل، ولكن نظرًا لصعوبة تكثيف الهواء في درجة حرارة الغرفة، فإن قاذف الهواء عادةً ما يقتصر على مرحلتين، إذ يجب أن تكون كل مرحلة لاحقة أكبر بكثير من سابقتها. تُستخدم هذه القاذفات بكثرة في معدات المناولة الهوائية عندما يكون الفراغ مطلوبًا لالتقاط الأشياء، حيث يكون الهواء المضغوط متوفرًا غالبًا لتشغيل أجزاء أخرى من المعدات. تُنتج قاذفات الهواء المستخدمة لسحب السوائل مباشرةً رذاذًا دقيقًا من القطرات، وهذه هي آلية عمل البخاخات الهوائية والعديد من أنظمة الرش الأخرى، ولكن عندما لا يكون الرش مطلوبًا، يُعد هذا التأثير غير مرغوب فيه، مما يحد من استخداماتها في سحب الغاز فقط.