تُعرف المضخة الميكانيكية أيضًا باسم مضخة المرحلة الأولية، وهي من أكثر مضخات الفراغ المنخفض استخدامًا، حيث تستخدم الزيت للحفاظ على إحكام الإغلاق وتعتمد على أساليب ميكانيكية لتغيير حجم تجويف السحب في المضخة باستمرار، مما يؤدي إلى زيادة حجم الغاز في الحاوية المراد ضخه بشكل متواصل للحصول على فراغ. توجد أنواع عديدة من المضخات الميكانيكية، ومن أكثرها شيوعًا: المضخات ذات الصمام المنزلق، والمضخات الترددية ذات المكبس، والمضخات ذات الريش الثابت، والمضخات ذات الريش الدوار.
مكونات المضخات الميكانيكية
تُستخدم المضخات الميكانيكية عادةً لضخ الهواء الجاف، لكنها لا تستطيع ضخ الغازات عالية الأكسجين، أو الغازات القابلة للاشتعال، أو الغازات المسببة للتآكل. كما تُستخدم المضخات الميكانيكية عمومًا لضخ الغازات الدائمة، لكنها لا تُجدي نفعًا مع الماء والغاز، لذا فهي غير مناسبة لضخهما. أما الأجزاء الرئيسية في مضخة الريش الدوارة فهي: الجزء الثابت (الساكن)، والجزء الدوار (الدوار)، والقطع الدوارة (الشظايا). يقع الجزء الدوار داخل الجزء الثابت، لكن محوره مختلف عنه، ويشبه دائرتين متجاورتين. يحتوي الجزء الدوار على قطعتين دوارتين، وفي منتصف كل قطعة منهما يوجد نابض لضمان تثبيت القطع الدوارة بإحكام على الجدار الداخلي للجزء الثابت.
مبدأ عمل المضخة الميكانيكية
تؤدي شظيتاها دورين بالتناوب، فمن جهة، تسحبان الغاز من المدخل، ومن جهة أخرى، تضغطان الغاز المسحوب مسبقًا وتفرغانه من المضخة. في كل دورة دوران، تُكمل المضخة عمليتي سحب وتفريغ.
عندما تدور المضخة باستمرار في اتجاه عقارب الساعة، تسحب المضخة الدوارة ذات الريش الغاز باستمرار عبر المدخل وتفرغه من الهواء عبر منفذ العادم لتحقيق غرض ضخ الحاوية. ولتحسين مستوى الفراغ النهائي للمضخة، يُغمر الجزء الثابت منها في الزيت، مما يضمن وجود كمية كافية من الزيت في جميع الفراغات والمناطق المعرضة للتسرب. يؤدي الزيت دوراً تزييتياً، كما يعمل على سد هذه الفراغات والمناطق المعرضة للتسرب لمنع جزيئات الغاز من التدفق العكسي عبر القنوات المختلفة إلى المناطق ذات الضغط المنخفض.
يتأثر أداء المضخة الميكانيكية أيضًا بسرعة المحرك وشدّ الحزام؛ فعندما يكون حزام المحرك مرتخيًا نسبيًا، تكون سرعة المحرك بطيئة جدًا، مما يؤدي إلى تدهور أداء المضخة الميكانيكية. لذلك، يجب إجراء صيانة دورية وفحص عشوائي. كما يجب فحص أداء إحكام غلق زيت المضخة الميكانيكية بشكل متكرر؛ فنقص الزيت يؤدي إلى عدم تحقيق الإحكام المطلوب، مما يتسبب في تسرب الزيت؛ بينما زيادة الزيت تؤدي إلى انسداد فتحة السحب، مما يمنع سحب الهواء وتفريغه. عمومًا، يكون مستوى الزيت أقل من الخط بمقدار 0.5 سم.
مضخة جذور مع مضخة ميكانيكية كمضخة أمامية
مضخة روتس: هي مضخة ميكانيكية مزودة بدوارين، أحدهما مزدوج الفصوص والآخر متعدد الفصوص، يدوران بسرعة عالية بشكل متزامن. ولأن مبدأ عملها مشابه لمبدأ عمل منفاخ روتس، تُعرف أيضًا باسم مضخة تفريغ روتس، وتتميز بسرعة ضخ عالية في نطاق ضغط يتراوح بين 100 و1 باسكال. وهي تعوض قصور المضخة الميكانيكية في قدرتها على تفريغ الهواء في هذا النطاق. لا يمكن لهذه المضخة بدء العمل من الهواء، ولا يمكنها تصريف الهواء مباشرة، بل يقتصر دورها على زيادة فرق الضغط بين مدخل ومخرج الهواء، أما باقي العمليات فتتم بواسطة المضخة الميكانيكية، ولذلك، يجب تزويدها بمضخة ميكانيكية كمضخة تمهيدية.
احتياطات وصيانة المضخات الميكانيكية
أثناء استخدام المضخات الميكانيكية، يجب مراعاة المسائل التالية.
1- يجب تركيب المضخة الميكانيكية في مكان نظيف وجاف.
2- يجب الحفاظ على المضخة نظيفة وجافة، فالزيت الموجود في المضخة له تأثير مانع للتسرب ومزلق، لذلك يجب إضافته وفقًا للكمية المحددة.
3- لاستبدال زيت المضخة بانتظام، يجب أولاً تصريف زيت النفايات السابق عند استبداله، وتكون الدورة من ثلاثة أشهر إلى ستة أشهر على الأقل للاستبدال مرة واحدة.
4- اتبع التعليمات لتوصيل السلك.
5- يجب إغلاق صمام مدخل الهواء قبل إيقاف تشغيل المضخة الميكانيكية، ثم إيقاف تشغيلها وفتح صمام الهواء، ليدخل الهواء من خلال مدخل الهواء إلى المضخة.
6- عندما تعمل المضخة، لا يمكن أن تتجاوز درجة حرارة الزيت 75 درجة مئوية، وإلا ستكون منخفضة للغاية بسبب لزوجة الزيت مما يؤدي إلى ضعف الإحكام.
7. تحقق من شد حزام المضخة الميكانيكية، وسرعة المحرك، وسرعة محرك مضخة روتس، وتأثير إحكام حلقة منع التسرب من وقت لآخر.
– نُشرت هذه المقالة بواسطة شركة قوانغدونغ تشنهوا للتكنولوجيا، وهي شركة مصنعة لمعدات الطلاء الفراغي.
تاريخ النشر: 7 نوفمبر 2022