Bơm chân không là một thiết bị không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Vậy cụ thể “bơm chân không dùng để làm gì”? Những chia sẻ trong bài viết dưới đây sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về chức năng, nguyên lý hoạt động và những ứng dụng thực tiễn của các thiết bị này trong đời sống và sản xuất.
Các loại bơm chân không
Có nhiều loại bơm chân không khác nhau, và mỗi loại sẽ hoạt động tốt nhất tùy thuộc vào cách bạn bảo dưỡng thiết bị, môi trường sử dụng và mục đích sử dụng cụ thể. Một số loại bơm chân không phổ biến nhất bao gồm:
Bơm vòng chất lỏng (Liquid ring)
Bơm vòng chất lỏng hoạt động bằng cách sử dụng một chất lỏng, thường là nước. Một cánh quạt (impeller) với trục quay lệch tâm so với vỏ bơm sẽ quay chất lỏng, đẩy chất lỏng ra phía vỏ ngoài của cánh quạt. Sự quay lệch tâm này tạo thành một “vòng chất lỏng” – chính là nguồn gốc tên gọi của loại bơm này. Không khí và các loại khí khác sẽ bị hút vào khi khoảng trống giữa cánh quạt và vòng chất lỏng mở rộng. Khi cánh quạt quay tiếp, các phân tử khí bị nén lại và bị đẩy ra ngoài. Bơm vòng chất lỏng thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp môi trường, dệt may, khai khoáng và hóa chất nhờ khả năng lọc sạch khí, và thường có hai biến thể một cấp và hai cấp.
Bơm piston khớp nối (Articulated piston)
Bơm piston khớp nối hoạt động tương tự như động cơ ô tô. Khi piston đi xuống, không khí và khí được hút vào qua van đầu vào. Khi piston di chuyển lên, các phân tử khí sẽ bị đẩy ra ngoài qua van xả. Bơm piston có thể sử dụng một hoặc nhiều piston để tạo lực hút. Loại bơm này phù hợp với các ứng dụng yêu cầu lực hút mạnh và lưu lượng cao.
Bơm móng vuốt (Claw)
Bơm chân không móng vuốt sử dụng hai rotor quay liên tục nhưng không bao giờ tiếp xúc với nhau. Sự quay này di chuyển khí và không khí từ phía đầu vào sang phía đầu ra, tạo ra chân không. Loại bơm này rất phổ biến trong ngành y tế vì nó không sử dụng dầu, do đó loại bỏ nguy cơ nhiễm bẩn.
Bơm cánh quay (Rotary vane)
Bơm cánh quay (bơm cánh gạt) sử dụng các cánh quay lệch tâm trong một vỏ hình trụ để tạo ra chuyển động dương. Khi các cánh quay quanh rotor lệch tâm, các phân tử khí bị giữ lại giữa các cánh và được đưa từ cổng đầu vào đến cổng đầu ra, tạo ra môi trường chân không. Loại bơm này được sử dụng rộng rãi trong các ngành y tế, môi trường, chế biến thực phẩm và hệ thống điều hòa không khí.
Bơm trục vít quay (Rotary screw)
Bơm trục vít quay cũng sử dụng nguyên lý chuyển động dương để tạo chân không. Hai rotor hình xoắn ốc quay theo hướng ngược nhau. Sự quay ngược chiều này sẽ giữ khí lại và nén khí để chuyển chúng tới cổng xả. Bơm chân không trục vít thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp xử lý khí sạch.
Bơm màng (Diaphragm)
Bơm màng sử dụng chuyển động dương để di chuyển không khí và chất lỏng. Hai vách ngăn linh hoạt (màng bơm) di chuyển qua lại, tạo ra chân không. Chuyển động của các vách ngăn này đồng thời hút và đẩy không khí và chất lỏng vào và ra khỏi bơm. Bơm màng có khả năng chống ăn mòn rất cao và thường được sử dụng trong ngành thực phẩm, mỹ phẩm và hóa chất.
Bơm scroll (Scroll)
Bơm chân không scroll nén khí và chất lỏng thông qua hai cuộn xoắn ốc. Một cuộn đứng yên, trong khi cuộn còn lại quay lệch tâm xung quanh cuộn cố định, tạo áp lực nén các phân tử khí và chất lỏng. Loại bơm này thường được tìm thấy trong ngành khai khoáng, dược phẩm và môi trường.
Bơm chân không hoạt động như thế nào?
Bơm chân không hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp suất giữa các khu vực cao và thấp để tạo ra hiệu ứng chân không. Các phân tử khí luôn có xu hướng cân bằng áp suất, nên chúng sẽ tự động di chuyển từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp.
Cụ thể hơn, bơm chân không được kết nối với hệ thống thông qua một cổng hút (inlet). Bên trong bơm là buồng nén, nơi có áp suất thấp hơn áp suất của hệ thống. Do đó, không khí và các loại khí khác bên trong hệ thống sẽ bị hút vào buồng nén qua cổng hút.
Buồng nén trong bơm thường được chia thành hai vùng áp suất thấp, luân phiên quay tùy theo loại bơm. Khi vùng thứ nhất đầy khí, buồng sẽ quay để nén khí vào một không gian nhỏ hơn, làm tăng áp suất và nhiệt độ ở một phía, đồng thời hút thêm khí vào vùng thứ hai. Quá trình này tiếp tục cho đến khi áp suất đủ cao để mở van xả và đẩy khí ra ngoài. Chu trình này lặp lại liên tục – hút, nén và xả.
Bơm chân không được sử dụng để loại bỏ không khí, hơi ẩm và các phân tử khí khác khỏi hệ thống. Nếu không có bơm chân không, các tạp chất này có thể khiến hệ thống hoạt động kém hiệu quả, thậm chí gây ăn mòn các bộ phận bên trong. Mục đích chính của bơm chân không là làm sạch và cách ly khu vực khỏi không khí hoặc khí không mong muốn. Bơm chân không thường được sử dụng ở bất kỳ nơi nào cần vận chuyển khí hoặc tạo môi trường sạch.
Các ứng dụng phổ biến của bơm chân không
Ứng dụng trong bảo quản
Bơm chân không hỗ trợ nấu ăn, đóng gói và làm khô đông lạnh thực phẩm để tránh hư hỏng, tăng hương vị và đảm bảo vệ sinh an toàn.
Xem bài viết chi tiết: Ứng dụng bơm hút chân không trong ngành thực phẩm
Ứng dụng tạo hình và định hình
Bơm chân không rất hữu ích trong công nghệ ép chân không – một phương pháp đơn giản của tạo hình nhiệt, thường được các nhà sản xuất linh kiện sử dụng khi cần sản xuất các chi tiết giống hệt nhau, chẳng hạn như trong ngành sản xuất linh kiện ô tô.
Ứng dụng nâng, giữ và di chuyển vật thể
Bơm chân không có thể hỗ trợ việc di chuyển nhẹ nhàng các chi tiết từ nơi này sang nơi khác. Lực hút áp dụng cũng có thể giữ chặt và nâng vật thể khi cần thiết.
Tạo môi trường sạch và kiểm soát
Một số loại bơm chân không thường được sử dụng trong các phòng sạch phục vụ ngành dược phẩm, chế biến thực phẩm và xử lý nước siêu tinh khiết.
Ứng dụng khử khí và khử bọt
Các ngành công nghiệp như khai khoáng, luyện kim và vật liệu xây dựng thường sử dụng quy trình khử khí bằng chân không để tăng độ bền của sản phẩm. Việc loại bỏ khí dư thừa giúp tránh các lỗi kết cấu và đảm bảo sản phẩm có độ đồng nhất và độ tin cậy cao.
Ứng dụng chưng cất
Bơm chân không phục vụ chưng cất giúp hạ thấp điểm sôi của chất lỏng, nâng cao hiệu quả của quá trình. Bơm tạo ra áp suất thấp hỗ trợ quá trình bay hơi và ngưng tụ của các thành phần quan trọng.
Xem bài viết chi tiết: Chưng cất dầu bằng tháp chân không
Ứng dụng làm mát và sấy khô
Một số loại bơm chân không có thể hỗ trợ loại bỏ độ ẩm và giảm nhiệt độ trong các quy trình công nghiệp, sản xuất và chế biến chuyên biệt.
Xem bài viết chi tiết: Bơm chân không trong quy trình sấy chân không
Đánh giá lợi ích của bơm chân không
Việc ứng dụng bơm chân không trong quy trình kinh doanh có thể mang lại nhiều lợi ích quan trọng:
Tăng hiệu suất hoạt động
Bơm chân không giúp tạo ra môi trường làm việc tối ưu cho nhiều quy trình khác nhau, từ đó mang lại kết quả nhanh chóng và chính xác hơn. Những loại bơm hiệu suất cao còn có khả năng tiết kiệm năng lượng.
Cải thiện chất lượng sản phẩm
Bằng cách tạo ra môi trường chân không trong không gian kín, bơm có thể làm giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn các yếu tố gây hại như sự nhiễm bẩn và quá trình oxy hóa.
Tiết kiệm chi phí
Việc sử dụng bơm chân không giúp doanh nghiệp hoàn thành nhiều công việc hơn trong thời gian ngắn hơn và với ít tài nguyên hơn. Các loại bơm chất lượng cao thường yêu cầu ít bảo trì định kỳ và ít hỏng hóc hơn. Khi kết hợp với khả năng vận hành tiết kiệm năng lượng, chi phí vận hành tổng thể sẽ giảm đáng kể.
Mang lại lợi ích cho môi trường
Trong một số quy trình công nghiệp, bơm chân không có thể thay thế cho các hóa chất độc hại, góp phần tạo nên môi trường làm việc an toàn và thân thiện hơn với hệ sinh thái.
Các ngành công nghiệp sử dụng bơm chân không
Y tế
Ngành y tế sử dụng bơm chân không trong nhiều ứng dụng khác nhau. Các thiết bị trị liệu hô hấp như máy thở và máy tạo oxy đều cần đến bơm. Trong phẫu thuật, bơm chân không được dùng để vận hành hệ thống tiệt trùng và các thiết bị y tế khác. Một số ứng dụng khác bao gồm máy hút sữa và thiết bị hút chất lỏng trong phòng khám.
Xem bài viết chi tiết: Bơm hút chân không trong hệ thống y tế
Nha khoa
Tương tự ngành y tế, ngành nha khoa cũng sử dụng bơm chân không cho nhiều mục đích. Các thiết bị nha khoa di động và máy nén khí nha khoa đều dùng bơm để tạo áp suất hoạt động. Ngoài ra, các thiết bị chỉnh hình nha khoa cũng được đúc khuôn bằng lò hút chân không.
Ô tô
Công nghệ chân không đóng vai trò quan trọng trong sản xuất, bảo dưỡng và hoạt động của xe hơi. Hệ thống chân không giúp duy trì hệ thống treo và áp suất cáp. Bơm chân không cũng được dùng để tạo áp suất bơm lốp và trong các thiết bị vệ sinh xe.
Điện tử
Nhiều thiết bị điện tử cần đến bơm chân không để hoạt động. Ví dụ, đèn sợi đốt cần chân không trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, bơm còn được sử dụng trong dây chuyền sản xuất và lắp ráp thiết bị điện tử.
Môi trường
Các ngành liên quan đến môi trường dùng bơm chân không để vận hành thiết bị lấy mẫu không khí và thông khí đất. Hệ thống cấp khí và xử lý nước thải cũng phụ thuộc nhiều vào bơm chân không trong quá trình vận hành.
Nông nghiệp
Trong nông nghiệp, bơm chân không được sử dụng để hỗ trợ pha chế và phun các dung dịch như thuốc trừ sâu. Các máy phun xịt cây trồng và thiết bị ngoài đồng thường sử dụng công nghệ chân không. Máy vắt sữa tự động cho bò, dê, và các động vật khác cũng dùng bơm chân không để hoạt động hiệu quả.
Xem bài viết chi tiết: Bơm hút chân không trong sản xuất nông nghiệp
Thực phẩm và đồ uống
Từ khuấy trộn, sục khí đến đóng gói, bơm chân không được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thực phẩm và đồ uống. Đây là thành phần thiết yếu trong quy trình chế biến và lọc nước. Một trong những chức năng chính là đóng gói thực phẩm kín khí. Các nhà sản xuất sản phẩm đóng gói chân không dựa vào bơm để bảo quản thực phẩm tươi lâu và tuân thủ quy định an toàn vệ sinh thực phẩm.
Làm lạnh và điều hòa
Bơm chân không được sử dụng trong các hệ thống HVAC như điều hòa không khí và tủ lạnh. Chúng giúp loại bỏ không khí và độ ẩm – những tác nhân có thể gây hỏng hệ thống. Bơm cũng hỗ trợ việc bay hơi môi chất lạnh, từ đó làm mát đối tượng cần làm lạnh và làm tăng nhiệt độ của môi chất. Việc tạo chân không còn giúp tránh tình trạng tắc nghẽn đường ống do chất bẩn.
Nghệ thuật và in ấn
Nhiều hệ thống thiết bị tự động trong lĩnh vực in ấn và nghệ thuật cần đến bơm chân không để hoạt động. Các dự án và nghệ sĩ sử dụng thiết bị đóng khung, máy phun sơn, máy in phun mực và các thiết bị khác đều cần áp suất từ bơm chân không.
Ngoài ra, bơm chân không còn được sử dụng trong các lĩnh vực và ứng dụng chuyên biệt như: ép composite, hàng không, sản xuất giấy cho ngành hàng tiêu dùng, định hình sản phẩm, phòng thí nghiệm & trường học, máy CNC, và nhiều ngành công nghiệp sản xuất khác.
Kết luận: Bơm chân không dùng để làm gì?
Qua bài viết này, hy vọng bạn đã có câu trả lời đầy đủ cho câu hỏi “bơm chân không dùng để làm gì?”. Không chỉ đơn thuần là thiết bị hút khí, bơm chân không còn là công cụ quan trọng trong sản xuất, nghiên cứu và đời sống hàng ngày. Việc lựa chọn và sử dụng bơm chân không đúng cách sẽ góp phần nâng cao hiệu quả làm việc, bảo vệ môi trường và tiết kiệm chi phí.
Tham khảo bài viết khác: Hút chân không bảo quản được bao lâu?
