مضخة تفريغ

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة
تُعد منفاخات رووتس مثالاً على مضخات التفريغ

مضخة التفريغ هي نوع من أجهزة الضخ التي تسحب جزيئات الغاز من حيز مغلق لإحداث فراغ جزئي . اخترع أوتو فون جيريك أول مضخة تفريغ عام 1650 ، وسبقتها مضخة الشفط التي يعود تاريخها إلى العصور القديمة. [ 1 ]

تاريخ

المضخات المبكرة

كانت مضخة الشفط هي السلف لمضخة التفريغ. وقد عُثر على مضخات شفط ثنائية الفعل في مدينة بومبي . [ 2 ] وصف المهندس العربي الجزري لاحقًا مضخات الشفط ثنائية الفعل كجزء من آلات رفع المياه في القرن الثالث عشر. كما ذكر أن مضخة الشفط استُخدمت في السيفونات لتفريغ النار الإغريقية . [ 3 ] ظهرت مضخة الشفط لاحقًا في أوروبا في العصور الوسطى بدءًا من القرن الخامس عشر. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

طالبة معهد سمولني، كاثرين مولتشانوفا، مع مضخة تفريغ، بريشة ديمتري ليفيتسكي ، 1776

بحلول القرن السابع عشر، تطورت تصاميم مضخات المياه لدرجة أنها أصبحت قادرة على إنتاج فراغات قابلة للقياس، لكن هذا لم يكن مفهوماً على الفور. كان المعروف أن مضخات الشفط لا تستطيع سحب الماء إلى ارتفاع يتجاوز حداً معيناً: 18 ياردة فلورنسية وفقاً لقياس أُجري حوالي عام 1635، أو ما يقارب 34 قدماً (10 أمتار) . شكل هذا الحد مصدر قلق في مشاريع الري، وتصريف مياه المناجم، ونوافير المياه الزخرفية التي خطط لها دوق توسكانا ، فكلف الدوق غاليليو غاليلي بالتحقيق في المشكلة. اقترح غاليليو، بشكل خاطئ، في كتابه " علمان جديدان " (1638) أن عمود مضخة المياه سينكسر بفعل وزنه عندما يرتفع الماء إلى 34 قدماً. [ 6 ] تولى علماء آخرون هذا التحدي، بمن فيهم غاسبارو بيرتي ، الذي كرر التجربة ببناء أول بارومتر مائي في روما عام 1639. [ 7 ] أنتج بارومتر بيرتي فراغاً فوق عمود الماء، لكنه لم يستطع تفسيره. حقق إيفانجيليستا توريتشيلي، تلميذ غاليليو، إنجازًا هامًا عام 1643. فبناءً على ملاحظات غاليليو، صنع أول بارومتر زئبقي ، وكتب حجة مقنعة مفادها أن الفراغ في الأعلى كان فراغًا. ثم حُدِّد ارتفاع العمود بأقصى وزن يمكن أن يتحمله الضغط الجوي؛ وهذا هو الحد الأقصى لارتفاع مضخة الشفط. [ 8 ] 

في عام 1650، اخترع أوتو فون غيريكه أول مضخة تفريغ. [ 9 ] وبعد أربع سنوات، أجرى تجربته الشهيرة في ماغدبورغ ، والتي أثبتت أن فرق الخيول لا تستطيع فصل نصفي كرة تم تفريغ الهواء منهما. قام روبرت بويل بتحسين تصميم غيريكه وأجرى تجارب على خصائص الفراغ. كما ساعد روبرت هوك بويل في إنتاج مضخة هواء ساهمت في توليد الفراغ.

بحلول عام 1709، قام فرانسيس هوكسبي بتحسين التصميم أكثر من خلال مضخته ذات الأسطوانتين، حيث يعمل مكبسان عبر تصميم مسنن وجريدة مسننة، والذي يُقال إنه "يُنتج فراغًا في حدود بوصة واحدة من الزئبق عن الفراغ المثالي". [ 10 ] ظل هذا التصميم شائعًا ولم يتغير إلا قليلاً حتى منتصف القرن التاسع عشر. [ 10 ]

القرن التاسع عشر

جهاز تسلا الفراغي، الذي نُشر عام 1892

اخترع هاينريش جيسلر مضخة إزاحة الزئبق عام 1855 [ 10 ] وحقق مستوى فراغ قياسيًا بلغ حوالي 10  باسكال (0.1 تور ). وأصبح بالإمكان ملاحظة عدد من الخصائص الكهربائية عند هذا المستوى من الفراغ، مما أدى إلى تجدد الاهتمام بالفراغ. وهذا بدوره أدى إلى تطوير أنبوب التفريغ [ 11 ] . وكانت مضخة سبرينجل من أكثر المضخات استخدامًا في توليد الفراغ في ذلك الوقت [ 10 ] .

القرن العشرين

شهدت أوائل القرن العشرين اختراع العديد من أنواع مضخات التفريغ، بما في ذلك مضخة السحب الجزيئي ، [ 10 ] ومضخة الانتشار ، [ 12 ] ومضخة التوربوموليكولار . [ 13 ]

الأنواع

يمكن تصنيف المضخات بشكل عام وفقًا لثلاث تقنيات: الإزاحة الموجبة، ونقل الزخم، والاحتجاز. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] تستخدم مضخات الإزاحة الموجبة آلية لتوسيع تجويف بشكل متكرر، مما يسمح بتدفق الغازات من الحجرة، ثم إغلاق التجويف، وتصريفه إلى الغلاف الجوي. أما مضخات نقل الزخم، والتي تُسمى أيضًا بالمضخات الجزيئية، فتستخدم نفاثات عالية السرعة من سائل كثيف أو شفرات دوارة عالية السرعة لإخراج جزيئات الغاز من الحجرة. بينما تقوم مضخات الاحتجاز باحتجاز الغازات في حالة صلبة أو ممتزة؛ ويشمل ذلك المضخات المبردة ، ومضخات امتصاص الغازات ، ومضخات الأيونات . [ 14 ] [ 15 ]

تُعدّ مضخات الإزاحة الموجبة الأكثر فعالية في حالات الفراغ المنخفض. أما مضخات نقل الزخم، بالاشتراك مع مضخة أو اثنتين من مضخات الإزاحة الموجبة، فهي التكوين الأكثر شيوعًا لتحقيق حالات الفراغ العالي. في هذا التكوين، تؤدي مضخة الإزاحة الموجبة وظيفتين: أولًا، تُؤمّن فراغًا أوليًا في الوعاء المراد تفريغه قبل استخدام مضخة نقل الزخم للحصول على الفراغ العالي، إذ لا يمكن لمضخات نقل الزخم بدء الضخ عند الضغط الجوي. ثانيًا، تدعم مضخة الإزاحة الموجبة مضخة نقل الزخم عن طريق تفريغ تراكم الجزيئات المُزاحة في مضخة الفراغ العالي إلى حالة الفراغ المنخفض. يمكن إضافة مضخات الاحتجاز للوصول إلى حالات فراغ فائقة، لكنها تتطلب تجديدًا دوريًا للأسطح التي تحجز جزيئات الهواء أو الأيونات. وبسبب هذا الشرط، قد يكون وقت تشغيلها المتاح قصيرًا بشكل غير مقبول في حالات الفراغ المنخفض والعالي، مما يحدّ من استخدامها في حالات الفراغ الفائقة. تختلف المضخات أيضًا في تفاصيل مثل دقة التصنيع، ومواد منع التسرب، والضغط، والتدفق، ودخول أو عدم دخول بخار الزيت، وفترات الصيانة، والموثوقية، ومقاومة الغبار، ومقاومة المواد الكيميائية، ومقاومة السوائل والاهتزازات. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

مضخة إزاحة موجبة

تسحب مضخة المياه اليدوية الماء من البئر عن طريق خلق فراغ يتدفق الماء من خلاله لملء البئر. بمعنى آخر، تعمل المضخة على تفريغ البئر، إلا أن معدل تسرب الأوساخ المرتفع يمنع الحفاظ على فراغ قوي لفترة طويلة.
آلية عمل المضخة الحلزونية

يمكن توليد فراغ جزئي بزيادة حجم وعاء. ولمواصلة إخلاء حجرة ما إلى أجل غير مسمى دون الحاجة إلى نمو لا نهائي، يمكن إغلاق جزء من الفراغ وتفريغه ثم توسيعه مرة أخرى بشكل متكرر. هذا هو المبدأ الذي تقوم عليه مضخة الإزاحة الموجبة ، مثل مضخة المياه اليدوية. داخل المضخة، تعمل آلية على توسيع تجويف صغير مغلق لتقليل ضغطه إلى ما دون الضغط الجوي. وبسبب فرق الضغط، يُدفع بعض السائل من الحجرة (أو البئر، في مثالنا) إلى تجويف المضخة الصغير. ثم يُغلق تجويف المضخة عن الحجرة، ويُفتح على الهواء، ويُضغط مرة أخرى إلى حجم صغير جدًا. [ 14 ] [ 16 ]

تُستخدم أنظمة أكثر تطوراً في معظم التطبيقات الصناعية، لكن المبدأ الأساسي لإزالة الحجم الدوري هو نفسه: [ 17 ] [ 18 ]

يبلغ الضغط الأساسي لنظام مضخة المكبس المغلق بالمطاط والبلاستيك عادةً من 1 إلى 50 كيلو باسكال، في حين أن مضخة التمرير قد تصل إلى 10 باسكال (عندما تكون جديدة) ويمكن لمضخة الزيت الدوارة ذات الحجرة المعدنية النظيفة والفارغة أن تصل بسهولة إلى 0.1 باسكال.

تقوم مضخة التفريغ ذات الإزاحة الموجبة بنقل نفس حجم الغاز مع كل دورة، لذا فإن سرعة ضخها ثابتة ما لم يتم التغلب عليها عن طريق التدفق العكسي.

مضخة نقل الزخم

رسم توضيحي لمضخة تفريغ عالية توربينية جزيئية

في مضخة نقل الزخم (أو المضخة الحركية [ 16 ] )، تُسرَّع جزيئات الغاز من جانب الفراغ إلى جانب العادم (الذي يُحافظ عادةً على ضغط منخفض فيه بواسطة مضخة إزاحة موجبة). لا يُمكن ضخ نقل الزخم إلا عند ضغوط أقل من 0.1 كيلو باسكال تقريبًا. يتدفق المادة بشكل مختلف عند الضغوط المختلفة وفقًا لقوانين ديناميكا الموائع . عند الضغط الجوي والفراغ المعتدل، تتفاعل الجزيئات مع بعضها البعض وتدفع الجزيئات المجاورة لها فيما يُعرف بالتدفق اللزج. عندما تزداد المسافة بين الجزيئات، تتفاعل الجزيئات مع جدران الحجرة أكثر من تفاعلها مع الجزيئات الأخرى، ويصبح الضخ الجزيئي أكثر فعالية من ضخ الإزاحة الموجبة. يُطلق على هذا النظام عمومًا اسم الفراغ العالي. [ 14 ] [ 16 ]

تُغطي المضخات الجزيئية مساحة أكبر من المضخات الميكانيكية، وبتردد أعلى، مما يُتيح لها سرعات ضخ أعلى بكثير. ويتحقق ذلك على حساب إحكام الإغلاق بين الفراغ ومخرجها. فنظرًا لعدم وجود إحكام، يُمكن لضغط منخفض عند المخرج أن يُسبب بسهولة ارتداد السائل عبر المضخة، وهو ما يُعرف بالتوقف. أما في حالة الفراغ العالي، فإن تدرجات الضغط لا تُؤثر بشكل كبير على تدفق السوائل، وتستطيع المضخات الجزيئية بلوغ كامل طاقتها.

النوعان الرئيسيان للمضخات الجزيئية هما مضخة الانتشار ومضخة التوربوموليكولار . كلا النوعين يدفعان جزيئات الغاز التي تنتشر داخل المضخة عن طريق نقل زخم إليها. تستخدم مضخات الانتشار نفاثات من بخار الزيت أو الزئبق لدفع جزيئات الغاز، بينما تستخدم مضخات التوربوموليكولار مراوح عالية السرعة لدفع الغاز. تتوقف كلتا المضختين عن العمل إذا تم تصريف الغاز مباشرةً إلى الضغط الجوي، لذا يجب تصريفه إلى فراغ منخفض الدرجة يتم إنشاؤه بواسطة مضخة ميكانيكية، تُسمى في هذه الحالة مضخة الدعم. [ 16 ]

كما هو الحال مع مضخات الإزاحة الموجبة، سيتم الوصول إلى ضغط القاعدة عندما يتساوى التسرب وانبعاث الغازات والتدفق العكسي مع سرعة المضخة، ولكن الآن أصبح تقليل التسرب وانبعاث الغازات إلى مستوى مماثل للتدفق العكسي أكثر صعوبة.

مضخة الاحتجاز

قد تكون مضخة الاحتجاز مضخة تبريد فائقة ، تستخدم درجات حرارة منخفضة لتكثيف الغازات إلى حالة صلبة أو ممتزة، أو مضخة كيميائية، تتفاعل مع الغازات لإنتاج بقايا صلبة، أو مضخة أيونية ، تستخدم مجالات كهربائية قوية لتأيين الغازات ودفع الأيونات إلى ركيزة صلبة. تستخدم وحدة التبريد الفائقة ضخ التبريد الفائق. ومن الأنواع الأخرى مضخة الامتزاز ، ومضخة امتصاص غير قابلة للتبخر ، ومضخة التسامي التيتانيومية (نوع من ممتصات التبخر التي يمكن استخدامها بشكل متكرر). [ 14 ] [ 15 ]

أنواع أخرى

مضخة تجديدية

تستغل المضخات التجديدية سلوك الدوامات في السائل (الهواء). يعتمد تصميمها على مفهوم هجين يجمع بين المضخة الطاردة المركزية والمضخة التوربينية. تتكون عادةً من عدة مجموعات من الأسنان المتعامدة على الدوار، والتي تُدوّر جزيئات الهواء داخل أخاديد مجوفة ثابتة، كما هو الحال في المضخة الطاردة المركزية متعددة المراحل. يمكنها الوصول إلى ضغط يصل إلى 1×10⁻⁵ ملي بار (0.001 باسكال) (عند دمجها مع مضخة هولويك)، وتُصرّف الهواء مباشرةً إلى الضغط الجوي. من أمثلة هذه المضخات: Edwards EPX [ 19 ] (الورقة التقنية [ 20 ] ) وPfeiffer OnTool™ Booster 150 [ 21 ] . يُشار إليها أحيانًا باسم مضخة القناة الجانبية. نظرًا لمعدل الضخ العالي من الضغط الجوي إلى الفراغ العالي، وانخفاض التلوث نظرًا لإمكانية تركيب المحمل على جانب العادم، تُستخدم هذه المضخات في غرف التحكم في عمليات تصنيع أشباه الموصلات.

يعاني هذا النوع من المضخات من استهلاك عالٍ للطاقة (حوالي 1  كيلوواط) مقارنةً بالمضخات التوربينية الجزيئية (أقل من 100 واط) عند الضغط المنخفض، حيث يُستهلك معظم الطاقة لدعم الضغط الجوي. ويمكن تقليل هذا الاستهلاك بنحو عشرة أضعاف باستخدام مضخة صغيرة. [ 22 ]

أمثلة أخرى

تشمل الأنواع الإضافية للمضخات ما يلي:

  • مضخة تفريغ فنتوري ( جهاز شفط ) (من 10 إلى 30 كيلو باسكال)
  • قاذف البخار (يعتمد الفراغ على عدد المراحل، ولكنه قد يكون منخفضًا جدًا)

مقاييس الأداء

تشير سرعة الضخ إلى معدل تدفق حجم الغاز عند مدخل المضخة، والذي يُقاس عادةً بالحجم لكل وحدة زمنية. وتكون مضخات نقل الزخم ومضخات الاحتجاز أكثر فعالية مع بعض الغازات من غيرها، لذا قد يختلف معدل الضخ باختلاف الغازات التي يتم ضخها، كما يختلف متوسط ​​معدل تدفق حجم الغاز للمضخة تبعًا للتركيب الكيميائي للغازات المتبقية في الحجرة. [ 23 ]

يشير معدل التدفق إلى سرعة الضخ مضروبة في ضغط الغاز عند المدخل، ويُقاس بوحدات الضغط × الحجم / وحدة الزمن. عند درجة حرارة ثابتة، يتناسب معدل التدفق طرديًا مع عدد الجزيئات التي يتم ضخها في وحدة الزمن، وبالتالي مع معدل تدفق كتلة المضخة. عند الحديث عن تسرب في النظام أو ارتداد الغاز عبر المضخة، يشير معدل التدفق إلى معدل تسرب الحجم مضروبًا في الضغط عند جانب الفراغ من التسرب، بحيث يمكن مقارنة معدل تدفق التسرب بمعدل تدفق المضخة. [ 23 ]

تتميز مضخات الإزاحة الموجبة ومضخات نقل الزخم بمعدل تدفق حجمي ثابت (سرعة ضخ ثابتة)، ولكن مع انخفاض ضغط الحجرة ، يقل محتوى الكتلة في هذا الحجم تدريجيًا. لذا، على الرغم من ثبات سرعة الضخ، ينخفض ​​معدل التدفق ومعدل تدفق الكتلة بشكل أُسّي. في الوقت نفسه، تستمر معدلات التسرب والتبخر والتسامي والتدفق العكسي في إنتاج تدفق ثابت إلى النظام. [ 23 ]

التقنيات

تُدمج مضخات التفريغ مع الحجرات وإجراءات التشغيل في مجموعة واسعة من أنظمة التفريغ. في بعض الأحيان، يُستخدم أكثر من مضخة (على التوالي أو بالتوازي ) في تطبيق واحد. يمكن توليد تفريغ جزئي، أو تفريغ خشن، باستخدام مضخة إزاحة موجبة تنقل حمولة غازية من منفذ الدخول إلى منفذ الخروج (العادم). نظرًا لقيودها الميكانيكية، لا تستطيع هذه المضخات تحقيق سوى تفريغ منخفض. لتحقيق تفريغ أعلى، يجب استخدام تقنيات أخرى، عادةً على التوالي (بعد عملية ضخ سريعة أولية باستخدام مضخة إزاحة موجبة). من الأمثلة على ذلك استخدام مضخة دوارة ذات ريشة محكمة الإغلاق بالزيت (وهي أكثر مضخات الإزاحة الموجبة شيوعًا) لدعم مضخة انتشار، أو مضخة لولبية جافة لدعم مضخة توربينية جزيئية. توجد تركيبات أخرى حسب مستوى التفريغ المطلوب.

يُعدّ تحقيق فراغ عالٍ أمرًا صعبًا، إذ يجب تقييم جميع المواد المعرضة للفراغ بدقة من حيث خصائص انبعاث الغازات وضغط البخار . فعلى سبيل المثال، يجب ألا تتبخر الزيوت والشحوم والحشيات المطاطية أو البلاستيكية المستخدمة كأختام في حجرة الفراغ عند تعرضها للفراغ، وإلا فإن الغازات الناتجة عنها ستمنع الوصول إلى درجة الفراغ المطلوبة. غالبًا ما يتطلب الأمر تسخين جميع الأسطح المعرضة للفراغ في درجات حرارة عالية للتخلص من الغازات الممتصة . [ 24 ]

يمكن أيضًا تقليل انبعاث الغازات ببساطة عن طريق التجفيف قبل عملية التفريغ. [ 24 ] تتطلب أنظمة التفريغ العالي عمومًا حجرات معدنية مزودة بحشوات معدنية مانعة للتسرب، مثل حشوات كلاين أو حشوات ISO، بدلًا من الحشوات المطاطية الأكثر شيوعًا في حشوات حجرات التفريغ المنخفض. [ 25 ] يجب أن يكون النظام نظيفًا وخاليًا من المواد العضوية لتقليل انبعاث الغازات. جميع المواد، صلبة كانت أم سائلة، لها ضغط بخار منخفض، ويصبح انبعاث الغازات منها مهمًا عندما ينخفض ​​ضغط التفريغ عن هذا الضغط. ونتيجة لذلك، فإن العديد من المواد التي تعمل جيدًا في ظروف التفريغ المنخفض، مثل الإيبوكسي ، ستصبح مصدرًا لانبعاث الغازات عند مستويات التفريغ الأعلى. مع اتخاذ هذه الاحتياطات القياسية، يمكن بسهولة الوصول إلى مستويات تفريغ تصل إلى 1 ملي باسكال باستخدام مجموعة متنوعة من المضخات الجزيئية. ومع التصميم والتشغيل الدقيقين، يمكن الوصول إلى مستوى 1 ميكرو باسكال.

يمكن استخدام أنواع متعددة من المضخات بالتتابع أو بالتوازي. في عملية سحب الغازات النموذجية، تُستخدم مضخة إزاحة موجبة لإزالة معظم الغاز من الحجرة، بدءًا من الضغط الجوي (760 تور ، 101 كيلو باسكال) وصولًا إلى 25 تور (3 كيلو باسكال). ثم تُستخدم مضخة امتصاص لخفض الضغط إلى 10⁻⁴ تور (10 ملي باسكال). وتُستخدم مضخة تبريد فائقة أو مضخة توربينية جزيئية لخفض الضغط أكثر إلى 10⁻⁸ تور (1 ميكرو باسكال). ويمكن تشغيل مضخة أيونية إضافية عند ضغط أقل من 10⁻⁶ تور لإزالة الغازات التي لا تستطيع مضخة التبريد الفائقة أو المضخة التوربينية التعامل معها بكفاءة، مثل الهيليوم أو الهيدروجين .

يتطلب الفراغ العالي للغاية عادةً معدات مصممة خصيصًا، وإجراءات تشغيل صارمة، وقدرًا لا بأس به من التجربة والخطأ. تُصنع أنظمة الفراغ العالي للغاية عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ مع حواف فراغ مزودة بحشوات معدنية . يُخبز النظام عادةً، ويفضل أن يكون ذلك تحت الفراغ، لرفع ضغط بخار جميع المواد المتطايرة في النظام مؤقتًا وتبخيرها. إذا لزم الأمر، يمكن أيضًا إجراء عملية التبخير هذه في درجة حرارة الغرفة، ولكن هذا يستغرق وقتًا أطول بكثير. بمجرد تبخير معظم المواد المتطايرة وتفريغ النظام، يمكن تبريده لخفض ضغط البخار لتقليل التطاير المتبقي أثناء التشغيل الفعلي. تُبرد بعض الأنظمة إلى ما دون درجة حرارة الغرفة باستخدام النيتروجين السائل لإيقاف التطاير المتبقي وضخ النظام في الوقت نفسه. [ 26 ]

في أنظمة الفراغ العالي للغاية، يجب مراعاة بعض مسارات التسرب ومصادر انبعاث الغازات غير المألوفة. يُعد امتصاص الماء من قِبل الألومنيوم والبلاديوم مصدرًا غير مقبول لانبعاث الغازات، بل يجب أيضًا مراعاة امتصاص المعادن الصلبة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم . تتبخر بعض الزيوت والشحوم في الفراغات الشديدة. قد يلزم مراعاة مسامية جدران حجرة الفراغ المعدنية ، ويجب أن يكون اتجاه حبيبات الحواف المعدنية موازيًا لسطح الحافة. ​​[ 26 ]

يجب مراعاة تأثير حجم الجزيئات. فالجزيئات الأصغر حجمًا تتسرب بسهولة أكبر، كما أنها تُمتص بسهولة أكبر بواسطة بعض المواد، وتكون المضخات الجزيئية أقل فعالية في ضخ الغازات ذات الأوزان الجزيئية المنخفضة. قد يتمكن النظام من إخلاء النيتروجين (المكون الرئيسي للهواء) إلى مستوى الفراغ المطلوب، ولكن قد تظل الحجرة ممتلئة بالهيدروجين والهيليوم المتبقيين من الغلاف الجوي. وتُسبب الأوعية المُبطنة بمادة عالية النفاذية للغازات، مثل البلاديوم (الذي يُعد إسفنجة هيدروجين عالية السعة )، مشاكل خاصة في انبعاث الغازات. [ 26 ]

التطبيقات

تُستخدم مضخات التفريغ في العديد من العمليات الصناعية والعلمية، بما في ذلك:

في مجال تجديد النفط وإعادة تكريره، تعمل مضخات التفريغ على إنشاء فراغ منخفض لتجفيف النفط وفراغ عالٍ لتنقية النفط. [ 44 ]

يمكن استخدام الفراغ لتشغيل الأجهزة الميكانيكية أو مساعدتها. في المركبات الهجينة ومركبات محركات الديزل ، تُستخدم مضخة مثبتة على المحرك (عادةً على عمود الكامات ) لتوليد الفراغ. أما في محركات البنزين ، فيُحصل على الفراغ عادةً كأثر جانبي لتشغيل المحرك وتقييد التدفق الناتج عن صمام الخانق ، ولكن يمكن أيضًا تعزيزه بمضخة فراغ كهربائية لزيادة قوة الكبح أو تحسين استهلاك الوقود. ويمكن استخدام هذا الفراغ لتشغيل مكونات المركبة التالية: [ 45 ] معزز الفراغ المؤازر للفرامل الهيدروليكية ، والمحركات التي تُحرك المخمدات في نظام التهوية، ومحرك الخانق في آلية التحكم المؤازر في نظام تثبيت السرعة ، وأقفال الأبواب أو أقفال صندوق الأمتعة.

في الطائرات ، يُستخدم مصدر الفراغ غالبًا لتشغيل الجيروسكوبات في مختلف أجهزة الطيران . ولمنع فقدان الأجهزة بالكامل في حالة حدوث عطل كهربائي ، صُممت لوحة العدادات عمدًا بحيث تعمل بعض الأجهزة بالكهرباء بينما تعمل أجهزة أخرى بمصدر الفراغ. [ 46 ]

بحسب التطبيق، قد تعمل بعض مضخات التفريغ إما بالكهرباء (باستخدام التيار الكهربائي ) أو بالهواء المضغوط (باستخدام ضغط الهواء )، أو يتم تشغيلها وتفعيلها بوسائل أخرى . [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

المخاطر

غالباً ما تحتوي زيوت مضخات التفريغ القديمة التي تم إنتاجها قبل عام 1980 تقريباً على خليط من عدة أنواع مختلفة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخطير (PCBs) ، وهي ملوثات عضوية سامة للغاية ومسرطنة ومستمرة . [ 51 ] [ 52 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ كرافت ، فريتز (2013). أوتو فون غيريكس نيو (سوجينانتي) ماجديبرجر فيرسوش أوبر دن ليرين راوم (في المانيا). سبرينغر-فيرلاغ. ص.  55. ردمك 978-3-662-00949-9.
  2. ↑ "بومبي: التكنولوجيا: نماذج العمل: IMSS" .
  3. 1 2 دونالد روتليدج هيل (1996)، تاريخ الهندسة في العصور الكلاسيكية والوسطى ، روتليدج ، الصفحات 143 و150-2
  4. ↑ دونالد روتليدج هيل ، "الهندسة الميكانيكية في الشرق الأدنى في العصور الوسطى"، مجلة ساينتفك أمريكان ، مايو 1991، ص 64-69 ( انظر دونالد روتليدج هيل ، الهندسة الميكانيكية )
  5. ↑ أحمد ي حسن . "أصل مضخة الشفط: الجزري 1206 م" . مؤرشف من الأصل في 26 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه في 16 يوليو 2008 .
  6. ↑ جيليسبي، تشارلز كولستون (1988) [1960]. حافة الموضوعية: مقال في تاريخ الأفكار العلمية . برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون. ص 99-100 . ISBN  0-691-02350-6.
  7. ↑ "أكبر مقياس للضغط الجوي في العالم" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أبريل 2008 .
  8. ↑ كالفيرت 2000 ، "أقصى ارتفاع يمكن رفع الماء إليه بواسطة مضخة شفط".
  9. ^ هارش ، فيكتور (نوفمبر 2007). “أوتو فون جيريك (1602–1686) وتجاربه الرائدة في مجال الفراغ”. الطيران والفضاء والطب البيئي . 78 (11): 1075-1077 . دوى : 10.3357/asem.2159.2007 . ISSN 0095-6562 . بميد 18018443 .  
  10. 1 2 3 4 5 6 da C. Andrade, EN (1953). "تاريخ مضخة التفريغ" . Vacuum . 9 (1): 41–47 . doi : 10.1016/0042-207X(59)90555-X .
  11. ^ أوكامورا، س.، أد. (1994). تاريخ الأنابيب الإلكترونية . طوكيو: أومشا. ص 7 – 11. رقم ISBN  90-5199-145-2. OCLC 30995577 . 
  12. ↑ دايتون، ب.ب. (1994). "تاريخ تطوير مضخات الاندماج". في ريد هيد، ب.أ. (محرر). علم وتكنولوجيا الفراغ : رواد القرن العشرين : تاريخ علم وتكنولوجيا الفراغ، المجلد 2. نيويورك، نيويورك: مطبعة معهد الفيزياء الأمريكي لصالح الجمعية الأمريكية للفراغ. الصفحات 107-113 . ISBN    1-56396-248-9. OCLC 28587335 . 
  13. ↑ ريد هيد، ب. أ.، محرر. (1994). علم وتكنولوجيا الفراغ : رواد القرن العشرين : تاريخ علم وتكنولوجيا الفراغ، المجلد 2. نيويورك، نيويورك: مطبعة معهد الفيزياء الأمريكي لصالح الجمعية الأمريكية للفراغ. ص 96. ISBN    1-56396-248-9. OCLC 28587335 . 
  14. 1 2 3 4 5 6 فان عطا، سي إم؛ إم. هابلانيان (1991). "الفراغ وتكنولوجيا الفراغ". في ريتا جي. ليرنر ؛ جورج إل. تريج (محرران). موسوعة الفيزياء ( الطبعة الثانية). دار نشر VCH. الصفحات 1330-1333 . ISBN   978-3-527-26954-9.
  15. 1 2 3 4 فان دير هايد، بول (2014). مطيافية الكتلة الأيونية الثانوية : مقدمة في المبادئ والممارسات . هوبوكين، نيو جيرسي. ص 253-257 . ISBN   978-1-118-91677-3. OCLC 879329842 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  16. 1 2 3 4 5 6 هاليداي، بي إس (1998). "الفصل 3: المضخات" . في تشامبرز، أ. (محرر). تكنولوجيا الفراغ الأساسية . آر كيه فيتش، بي إس هاليداي ( الطبعة الثانية). بريستول: منشورات معهد الفيزياء. ISBN  0-585-25491-5. OCLC 45727687 . 
  17. ↑ إيكينيس، رولف ن. (2009). مرجع هندسة السفن الجنوبية . الولايات المتحدة: شركة إكس ليبريس. الصفحات 139-140 . ISBN  978-1-4415-2022-7. OCLC 757731951 . 
  18. ↑ كوكر، أ. كايود (2007). تصميم العمليات التطبيقي لمصانع الكيماويات والبتروكيماويات لودفيج. المجلد 1. إرنست إي. لودفيج ( الطبعة الرابعة). أمستردام: إلسيفير جلف بروفيشنال. ص 562. ISBN   978-0-08-046970-6. OCLC 86068934 . 
  19. ↑ "مضخات تفريغ عالية مثبتة على الأدوات من EPX" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 20 فبراير 2013. تم الاطلاع عليها بتاريخ 16 يناير 2013 .
  20. ↑ "إدواردز - مكنسة إدواردز الكهربائية" (ملف PDF) . 15 سبتمبر 2013. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 15 سبتمبر 2013.
  21. ↑ شركة فايفر للمكنسة الكهربائية. "مضخة القناة الجانبية، مضخة تفريغ عالية الضغط - شركة فايفر للمكنسة الكهربائية" . شركة فايفر للمكنسة الكهربائية . مؤرشف من الأصل في 7 أكتوبر 2014. تم الاطلاع عليه في 30 سبتمبر 2022 .
  22. ↑ شيرينوف، أ.؛ أوبربيك، س. (2011). "مضخة قناة جانبية عالية الفراغ تعمل ضد الغلاف الجوي". الفراغ . 85 (12): 1174-1177 . Bibcode : 2011Vacuu..85.1174S . doi : 10.1016/j.vacuum.2010.12.018 .
  23. 1 2 3 هابلانيان، إم إتش (1997). "الفصل 3: مفاهيم تدفق السوائل والضخ" . تكنولوجيا الفراغ العالي : دليل عملي (الطبعة الثانية، منقحة وموسعة ). نيويورك: مارسيل ديكر. الصفحات 41-66 . ISBN    0-585-13875-3. OCLC 44959885 . 
  24. 1 2 هابلانيان، إم إتش (1997). "الفصل 4: أنظمة التفريغ". تكنولوجيا التفريغ العالي : دليل عملي ( الطبعة الثانية). نيويورك: مارسيل ديكر. ص 77-136 . ISBN    0-585-13875-3. OCLC 44959885 . 
  25. ↑ راو، ف. ف. (2012). "الفصل 5: مواد ومكونات الفراغ". علم وتكنولوجيا الفراغ . [سلسلة]: دار النشر المتحالفة المحدودة. ص 110-148 . ISBN  978-81-7023-763-1. OCLC 1175913128 . 
  26. 1 2 3 ويستون، جي إف (1985). ممارسة الفراغ العالي للغاية . لندن: بتروورثس. ISBN 978-1-4831-0332-7. OCLC 567406093 . 
  27. ↑ روزاتو، دومينيك ف. (2000). دليل قولبة الحقن . دونالد ف. روزاتو، مارلين ج. روزاتو ( الطبعة الثالثة). بوسطن، ماساتشوستس: سبرينغر الولايات المتحدة. ص 874. ISBN   978-1-4615-4597-2. OCLC 840285544 . 
  28. ↑ ليسارد، فيليب أ. (2000). "مضخات التفريغ الجافة لعمليات أشباه الموصلات: إرشادات لاختيار المضخة الأساسية" . مجلة علوم وتكنولوجيا التفريغ أ: التفريغ، والأسطح، والأغشية . 18 ( 4): 1777-1781 . رمز Bibcode : 2000JVSTA..18.1777L . doi : 10.1116/1.582423 . ISSN 0734-2101 . 
  29. ↑ يوشيمورا، ناغاميتسو (2020). مراجعة : تقنية الفراغ العالي جدًا للمجاهر الإلكترونية . لندن. ISBN  978-0-12-819703-5. OCLC 1141514098 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  30. ↑ مولر، د. (19 يونيو 2020). "تقنية الفراغ في التطبيقات الطبية" . عالم علوم الفراغ . تم الاطلاع عليه في 30 سبتمبر 2022 .
  31. ↑ سنايدر، رايان (2016-05-03). "تقييم انتشار تقنية تخصيب اليورانيوم بالليزر من الجيل الثالث" . العلوم والأمن العالمي . 24 (2): 68-91 . Bibcode : 2016S & GS...24...68S . doi : 10.1080/08929882.2016.1184528 . ISSN 0892-9882 . S2CID 37413408 .  
  32. ↑ جينزتون، إدوارد ل.؛ نونان، كريج س. (1985). "تاريخ معجلات الإلكترونات الخطية الميكروية للعلاج الإشعاعي" . المجلة الدولية لعلم الأورام الإشعاعي، وعلم الأحياء، والفيزياء . 11 (2): 205-216 . doi : 10.1016/0360-3016(85)90141-5 . PMID 3918962 . 
  33. ↑ كليم، دينيس؛ هوفمان، فولكر؛ إيدلمان، كريستيان (2009). "التحكم في أجهزة تحليل المواد من نوع GD-OES باستخدام منحنيات التفريغ" . مجلة Vacuum . 84 (2): 299-303 . Bibcode : 2009Vacuu..84..299K . doi : 10.1016/j.vacuum.2009.06.058 .
  34. ↑ غودوين، د.؛ كاميرون، أ.؛ رامسدن، ج. (2005). "اعتبارات الضخ الفراغي الأولي في أنظمة قياس الطيف الكتلي" . علم الأطياف . 20 (1). وآخرون.
  35. ↑ ماتوكس، د.م. (2003). أسس تقنية الطلاء بالتفريغ : [نظرة موجزة على الاكتشافات والاختراعات والأشخاص الذين يقفون وراء تقنية الطلاء بالتفريغ، في الماضي والحاضر] . نورويتش، نيويورك: منشورات نويز/منشورات ويليام أندرو. رقم ISBN  978-0-8155-1925-6. OCLC 310215197 . 
  36. ^ روزانوف ، إل إن (2002-04-04). تقنية الفراغ (0 ed.). الصحافة اتفاقية حقوق الطفل. دوى : 10.1201/9781482288155 . رقم ISBN  978-1-4822-8815-5.
  37. ↑ نومورا، تاكاهيرو؛ أوكيناكا، نوريوكي؛ أكياما، توموهيرو (2009). "تشريب المواد المسامية بمواد تغيير الطور لتخزين الطاقة الحرارية" . كيمياء وفيزياء المواد . 115 ( 2-3 ): 846-850 . doi : 10.1016/j.matchemphys.2009.02.045 .
  38. ↑ لطيف، فرقاد أ.؛ عطية، محمد أ.؛ الحميري، عادل أ. (2019). "اختبار تكييف الهواء بالامتصاص الشمسي باستخدام مجمعات الأنابيب المفرغة في ظل الظروف المناخية للعراق" . الطاقة المتجددة . 142 : 20-29 . Bibcode : 2019REne..142...20L . doi : 10.1016/j.renene.2019.03.014 . S2CID 116823643 . 
  39. ↑ جونسون، جيف؛ مارتن، آدم؛ تيليز، غييرنو (15 يوليو 2012). "تصميم ضاغط نفايات صهر البلاستيك عالي الكفاءة وعالي الإنتاجية" . المؤتمر الدولي الثاني والأربعون للأنظمة البيئية . المؤتمر الدولي للأنظمة البيئية (ICES). سان دييغو، كاليفورنيا: المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية. doi : 10.2514/6.2012-3544 . ISBN 978-1-60086-934-1.
  40. ↑ بيرمان، أ. (1992). حسابات هندسة الفراغ، والصيغ، والتمارين المحلولة . أكسفورد: إلسيفير ساينس. ISBN 978-0-323-14041-6. OCLC 829460307 . 
  41. ↑ بتلر، ديفيد (2018). "الفصل 14: أنظمة الضخ". الصرف الحضري . كريس ديغمان، كريستوس ماكروبولوس، جون دبليو ديفيز ( الطبعة الرابعة). بوكا راتون، فلوريدا. الصفحات 293-314 . ISBN   978-1-4987-5059-2. OCLC 1004770084 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  42. ↑ هاسلي، بيتر (2018). التجفيف بالتجميد . جورج-فيلهلم أوتجين ( الطبعة الثالثة). فاينهايم، ألمانيا. ISBN  978-3-527-80894-6. OCLC 1015682292 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  43. ↑ نيكولاس، ناثان؛ شافير، برايس (24 فبراير 2020). "مضخة تفريغ حلزونية معدنية بالكامل لأنظمة معالجة التريتيوم" . علوم وتكنولوجيا الاندماج . 76 (3): 366-372 . Bibcode : 2020FuST...76..366N . doi : 10.1080/15361055.2020.1712988 . S2CID 214329842. تاريخ الاسترجاع: 2 يونيو 2021 . 
  44. ↑ سبيت، جيمس؛ إكسال، دوغلاس (2014). تكرير زيوت التشحيم المستعملة . بوكا راتون: مطبعة سي آر سي . رقم ISBN 9781466551503.
  45. ↑ "مضخة تفريغ كهربائية عالمية UP28" . هيلا. مؤرشفة من الأصل في 3 أبريل 2014. تم الاطلاع عليها في 14 يونيو 2013 .
  46. ↑ "الفصل 5. أجهزة الطيران". دليل الطيران الآلي (ملف PDF) (FAA-H-8083-15B ed.). إدارة الطيران الفيدرالية، قسم معايير الطيران. 2012. ص 17.  
  47. ↑ "مضخات التفريغ" . معلومات عن التفريغ . شركة جيه. شمالز المحدودة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 سبتمبر 2022 .
  48. ↑ "مولدات الفراغ" . معلومات الفراغ . شركة جيه. شمالز المحدودة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 سبتمبر 2022 .
  49. ↑ "كيف تعمل مضخة التفريغ" . أريزونا نيوماتيك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 سبتمبر 2022 .
  50. ↑ بوت، د. "مبادئ ومفاهيم مولدات الفراغ" . دكتور فراغ . شركة دان بوت للاستشارات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 سبتمبر 2022 .
  51. ↑ مارتن ج . برودهيرست (أكتوبر 1972). " استخدام وإمكانية استبدال ثنائي الفينيل متعدد الكلور" . منظورات الصحة البيئية . 2 : 81-102 . doi : 10.2307/3428101 . JSTOR 3428101. PMC 1474898. PMID 4628855 .   
  52. ↑ سي جيه ماكدونالد و آر إي تورانجو (1986). ثنائي الفينيل متعدد الكلور: دليل أسئلة وأجوبة حول ثنائي الفينيل متعدد الكلور . حكومة كندا: وزارة البيئة الكندية. ISBN 978-0-662-14595-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 نوفمبر 2007 .{{cite book}}: CS1 maint: publisher location ( link )

فهرس

  • كالفيرت، جيه بي (11 مايو 2000). "الهيدروستاتيكا" . الضغط. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2018.