ชนิด และ หลักการทำงานของปั๊มสูญญากาศ

ปั๊มสูญญากาศมีกีแบบ แต่ละแบบมีหลักการทำงานอย่างไร

ประเภทของปั๊มสูญญากาศและหลักการทำงาน
ปั๊มสูญญากาศแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มหลัก ได้แก่ Positive Displacement Pumps และ Momentum Transfer Pumps

1. Rotary Vane Pump (ปั๊มใบพัดหมุน)
หลักการทำงาน: ใบพัดติดกับโรเตอร์หมุนภายในกระบอกสูบ ใบพัดถูกดันออกด้วยแรงเหวี่ยงหรือสปริง สร้างช่องว่างที่เปลี่ยนแปลงขนาดเพื่อดูดและบีบอัดอากาศออก ใช้น้ำมันหล่อลื่นและซีล
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻³ mbar
- ใช้งาน: งานทั่วไป, ห้องแล็บ, อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์

2. Liquid Ring Pump (ปั๊มริงของเหลว)
หลักการทำงาน: ใบพัดหมุนภายในกระบอกที่เติมน้ำหรือของเหลวอื่น แรงเหวี่ยงทำให้ของเหลวเกาะผนัง สร้างวงแหวนของเหลวและช่องว่างตรงกลางที่เปลี่ยนแปลงขนาดเพื่อดูดและขับอากาศ

- ระดับสุญญากาศ: 30-50 mbar
- ข้อดี: ดูดไอน้ำได้ดี, ปลอดน้ำมัน, ทนทานต่อฝุ่น
- ใช้งาน: อุตสาหกรรมอาหาร, เคมี, กระดาษ

3. Diaphragm Pump (ปั๊มไดอะแฟรม)
หลักการทำงาน: เมมเบรนยางหรือพลาสติกเคลื่อนที่ขึ้นลงด้วยมอเตอร์หรือแม่เหล็กไฟฟ้า สร้างการเปลี่ยนแปลงปริมาตรในห้องสูบเพื่อดูดและผลักอากาศผ่านวาล์วทางเดียว
- ระดับสุญญากาศ: 5-80 mbar
- ข้อดี: ปลอดน้ำมัน 100%, บำรุงรักษาง่าย
- ใช้งาน: ห้องแล็บ, งานวิเคราะห์, งานสะอาด

4. Scroll Pump (ปั๊มสไครล)
หลักการทำงาน: ใช้ 2 เกลียวเข้ากันแบบสไครล์ (1 คงที่ 1 หมุน) ก๊าซถูกดูดเข้าด้านนอกและถูกบีบอัดเข้าสู่ศูนย์กลางแล้วขับออก
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻² mbar
- ข้อดี: ปลอดน้ำมัน, เสียงเบา, สั่นสะเทือนน้อย
- ใช้งาน: เซมิคอนดักเตอร์, เครื่องมือวิเคราะห์

5. Screw Pump (ปั๊มสกรู)
หลักการทำงาน: ใช้สกรูคู่หมุนสวนทางกันภายในกระบอก อากศถูกดูดเข้าแล้วถูกผลักไปตามร่องสกรูและขับออกปลายอีกด้าน
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻² mbar
- ข้อดี: สูบก๊าซได้มาก, ทนทานสูง
- ใช้งาน: อุตสาหกรรมขนาดใหญ่, งาน coating

6. Roots Pump/Blower (ปั๊มรูทส์)
หลักการทำงาน: ใบพัด 2 อันรูปรูป "8" หมุนสวนทางกันโดยไม่สัมผัสกัน ดูดก๊าซจากด้านหนึ่งและผลักออกอีกด้าน ต้องใช้คู่กับปั๊มแบ็คกิ้ง
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻³ - 10⁻⁴ mbar
- ข้อดี: อัตราสูบสูง, ไม่มีน้ำมันในห้องสูบ
- ใช้งาน: ระบบสุญญากาศขนาดใหญ่

7. Turbomolecular Pump (ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลาร์)
หลักการทำงาน: ใบพัดหมุนความเร็วสูงมาก (20,000-90,000 rpm) ชนโมเลกุลก๊าซให้เคลื่อนที่ไปทิศทางทางออก คล้ายใบพัดเครื่องบินจิ๋ว
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻⁷ - 10⁻¹¹ mbar
- ข้อดี: สุญญากาศสูงมาก, สะอาด
- ใช้งาน: งานวิจัย, เซมิคอนดักเตอร์, mass spectrometer

8. Diffusion Pump (ปั๊มดิฟฟิวชัน)
หลักการทำงาน: ใช้ไอน้ำมันความร้อนสูงพ่นขึ้นด้วยความเร็วสูง สร้างกระแสไอที่ดักจับโมเลกุลก๊าซและพาลงสู่ระบบสูบต่ำกว่า ไอน้ำมันเย็นตัวและกลับมาใช้ใหม่
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻⁶ - 10⁻¹⁰ mbar
- ข้อดี: ราคาถูกกว่า Turbo pump, ทนทาน
- ข้อเสีย: ต้องใช้เวลาอุ่นเครื่อง, มีความเสี่ยงปนเปื้อนน้ำมัน

9. Cryogenic Pump (ปั๊มไครโอเจนิก)
หลักการทำงาน: ใช้พื้นผิวเย็นจัด (-150 ถึง -269°C) ทำให้โมเลกุลอากาศกลั่นตัวและแข็งตัวติดอยู่บนพื้นผิว
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻⁷ - 10⁻¹¹ mbar
- ข้อดี: สะอาดมาก, ไม่มีส่วนเคลื่อนไหว, เงียบ
- ข้อเสีย: ต้อง regenerate เป็นระยะ
- ใช้งาน: งานวิจัยอวกาศ, ฟิสิกส์อนุภาค

10. Ion Pump (ปั๊มไอออน)
หลักการทำงาน: ใช้สนามแม่เหล็กและไฟฟ้าแรงสูงทำให้โมเลกุลก๊าซแตกตัวเป็นไอออน ไอออนถูกดึงไปชนขั้วไฟฟ้าแล้วฝังตัวอยู่
- ระดับสุญญากาศ: 10⁻⁹ - 10⁻¹² mbar
- ข้อดี: สุญญากาศสูงมาก, ไม่มีส่วนเคลื่อนไหว
- ใช้งาน: งานวิจัยระดับสูง, เครื่องเร่งอนุภาค