پمپ‌های خلأ اسکرو یکی از انواع پمپ‌های خشک و مکانیکی(با جابجایی مثبت یا Positive Displacement ) هستند که دارای کاربردهای صنعتی فراوانی می‌باشند. این پمپ قادر است خلأیی در محدوده خلأ پایین و متوسط را ایجاد کند. این پمپ همچنین می‌تواند از فشار اتمسفر شروع بکار نماید.

در این پمپ دو شفت مارپیچی (اسکرو) در جهت مخالف همدیگر می‌چرخند. این مارپیچ‌ها طوری طراحی شده‌اند که با چرخش درهمدیگر گاز بین دو مارپیچ و بدنه پمپ گیر افتاده، فشرده شده وبه سمت خروجی حرکت می‌کند. نحوه عملکرد پمپ اسکرو در شکل-1 نشان داده شده است.

شکل 1- نحوه عملکرد پمپ اسکرو

اجزا مختلف پمپ اسکرو در شکل-2 و 3 نشان داده شده است. شفت مارپیچ که وظیفه فشرده‌سازی و انتقال گاز را بر عهده دارد، گیربکس، موتور الکتریکی، سیستم خنک‌کننده پمپ، دهانه ورودی و دهانه خروجی اجزاء اصلی پمپ هستند.

شکل 2- اجزاء یک پمپ اسکرو

شکل 3- تصویر شماتیک از اجزاء یک پمپ اسکرو

مهمترین بخش پمپ اسکرو، شفت مارپیچ است  که ابعاد مارپیچ‌ها هرچه بسمت خروجی می‌رود، کوچکتر می‌شود.(زیرا گاز فشرده تر شده و برای ثابت ماندن دبی گاز باید حجم نیز کم شود). انواع شفت‌های پمپ اسکرو در شکل‌های زیر نشان داده شده است.

شکل 4- شفت مارپیچ پمپ اسکرو با تخلیه از یک جهت

شکل 5- شفت مارپیچ پمپ اسکرو با تخلیه از دو جهت

دو شفت مارپیچی بدون برخورد با یکدیگر و در جهت مخالف هم می‌چرخند. به همین دلیل پمپ اسکرو دارای لرزش پایین و حرکت بدون اصطکاک است. گاهی بمنظور بالا بردن عملکرد شفت‌های مارپیچ، بر روی آنها لایه‌ای از موادی مانند تفلون پوشش داده می‌شود. این پوشش‌ها علاوه بر بهبود عملکرد پمپ در تخلیه، مقاومت پمپ در برابر خوردگی را افزایش می‌دهند.

انتقال حرکت از موتور به شفت توسط گیربکس انجام می‌گیرد(مشابه آنچه در پمپ روتس وجود دارد). گیربکس در فشار اتمسفری قرار دارد و شفت‌ها به کمک کاسه نمد آببند می‌شوند. گیربکس‌ها معمولا در روغن حرکت می‌کنند ولی با توجه به استفاده از آببند شفت، روغن در مسیر تخلیه نفود نمی‌کند.

معمولا بمنظور عملکرد بهتر پمپ اسکرو و کاهش مصرف برق، در هنگام شروع فرآیند تخلیه و زمانی که حجم گاز تخلیه شده زیاد باشد، موتور با دور پایین‌تری می‌چرخد و آرام آرام به دور نهایی می‌رسد. این کار با استفاده از یک مبدل فرکانس انجام می‌گیرد. استفاده از این روش همچنین سبب می‌گردد تا پمپ کمتر گرم شده و نیاز به خنک کاری کاهش یابد. در برخی از نمونه‌های پمپ اسکرو بجای استفاده از مبدل فزکانس، از یک شیر فشار شکن مانند آنچه در پمپ روتس وجود دارد استفاده می‌شود تا مانع از ایجاد اختلاف فشار بالا بین دهانه ورودی و خروجی پمپ اسکرو شود.

با توجه به عدم وجود روغن و یا آب در قسمت شفت‌های مارپیچی چرخان، دمای این بخش بالا می‌رود. اگرچه بالا رفتن دما در داخل پمپ مانع از چگالش گازهای تراکم پذیر مانند بخار آب در پمپ می‌شود(و به همین دلیل این پمپ دارای ظرفیت بالایی از تخلیه گازهای تراکم‌پذیر است) اما افزایش دما ممکن است سبب تغییر فاصله مارپیچ‌ها از هم شده و ممکن است بر کارآیی پمپ اثر بگذارد. به همین دلیل پمپ‌های اسکرو دارای سیستم آبگرد و معمولا بهمراه سوئیچ‌های دمایی هستند.

مهمترین مزایای پمپ اسکرو

• عدم وجود بخارات آب و روغن در پمپ
• امکان تخلیه بالای بخارات و همچنین ذرات غبار
• سرعت تخلیه بالا(تولید تا سرعت تخلیه 2500 متر مکعب برساعت). بعلاوه این پمپ‌ها قادرند به همراه پمپ روتس سرعت‌های تخلیه بسیار بالا با خلائی تمیز(بدون بخارات روغن) ایجاد نماید.
• امکان تخلیه از فشار اتمسفری تا محدوده 10e-3 میلی بار
• چرخش بدون اصطکاک(درنتیجه صدا و مصرف انرژی کمتر)
• هزینه تعمیر و نگهداری پایین
• کارآمدی بالا در تخلیه و بالطبع مصرف انرژی کمتر(به خاطر فشرده‌سازی داخلی)
• مصرف انرژی بهینه‌تر در مدلهایی با راه‌اندازی بکمک مبدل فرکانس

مهمترین معایب پمپ اسکرو

• عدم ساخت برای ابعاد کوچک(کوچکترین پمپ‌های اسکرو حدود 50 متر مکعب بر ساعت سرعت تخلیه دارند و معمولا برای سرعت‌های تخلیه کمتر از 100 متر مکعب برساعت از پمپ اسکرو استفاده نمی‌شود)
• فشار نهایی بالاتر نسبت به پمپ‌های روتاری روغنی دو مرحله‌ای(مخصوصا برای گازهای سبک)
• نیاز به استفاده از گازبالاست برای تخلیه بهتر گازهای سبک

مهمترین کاربردهای پمپ اسکرو

امروزه پمپ‌های اسکرو به یکی از پمپ‌های متداول در کاربردهای صنعتی خلأ تبدیل شده‌اند. از جمله این کاربردها عبارتند از:

• صنایع غذایی مانند خشک‌سازی انجمادی و بسته‌بندی، با توجه به نبود روغن در فرآیند تخلیه و تحمل میزان بخار آب بالا
• صنایع ذوب و ریخته‌گری مانند بریزینگ، زینترینگ و گاززدایی بخاطر تحمل خوب این پمپ دربرابر ذرات گرد و غبار
• احیاء پمپ‌های کرایو بزرگ
• سیستم‌های لایه نشانی بزرگ و بعنوان پمپ پشتیبان پمپ‌های خلأ بالا
• سیستم‌های آزمایشگاهی بسیار بزرگ مانند شبیه‌سازهای بزرگ، آشکارسازهای بزرگ و … به عنوان پمپ پشتیبان پمپ‌های خلأ بالا.

شرکت پایاصنعت خلأ، ارائه دهنده خدمات تخصصی در زمینه انواع پمپ‌های خلأ. جهت مشاوره و یا سفارش انواع پمپ خلأ، با ما تماس بگیرید.