Trong ngành công nghệ chân không, bơm khuếch tán là một thiết bị quan trọng, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu tạo chân không cao như công nghệ PVD. Nhờ vào khả năng tạo chân không hiệu quả và ổn định, bơm khuếch tán vẫn giữ vị trí quan trọng trong quá trình sản xuất và chế tạo các sản phẩm có chất lượng cao. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cũng như việc bảo trì và sửa chữa bơm khuếch tán, bài viết này sẽ đi sâu vào các yếu tố cơ bản của thiết bị này.
Cấu tạo bơm khuếch tán
Bơm khuếch tán được thiết kế đơn giản nhưng rất hiệu quả trong việc tạo ra chân không cao. Các thành phần chính của bơm khuếch tán bao gồm:
- Buồng đốt nhiều tầng: Buồng đốt là thành phần quan trọng nhất trong bơm khuếch tán. Đây là nơi thực hiện quá trình đun nóng dầu chân không và tạo ra các dòng hơi dầu. Buồng đốt thường có nhiều tầng nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa hơi dầu và khí, giúp tối ưu hóa quá trình khuếch tán khí trong buồng chân không.
- Dầu chân không: Dầu chân không được sử dụng trong bơm khuếch tán có điểm bay hơi thấp, giúp dễ dàng chuyển hóa từ trạng thái lỏng sang hơi khi được đun nóng. Dầu này đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ các phân tử khí từ môi trường, giúp giảm áp suất và tạo ra môi trường chân không cao. Sau khi hấp thụ các phân tử khí, dầu sẽ được làm lạnh và quay trở lại trạng thái lỏng, nhả các phân tử khí theo một hệ thống khác để tiếp tục quá trình hút.
- Hệ thống bơm cơ học: Bơm khuếch tán không thể hoạt động độc lập mà cần có sự hỗ trợ từ một bơm sơ cấp. Bơm cơ học (bơm chân không cơ học) sẽ hút không khí từ không gian, tạo ra một mức chân không sơ cấp cần thiết để bơm khuếch tán hoạt động. Bơm cơ học này có thể hút không khí ra khỏi buồng chân không và tạo ra một môi trường đủ tốt để bơm khuếch tán phát huy hiệu quả tối đa.
Nguyên lý hoạt động của bơm khuếch tán
Bơm khuếch tán hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ và khuếch tán các phân tử khí vào trong dầu chân không, giúp tạo ra chân không trong không gian cần hút. Nguyên lý hoạt động có thể được mô tả qua các bước cơ bản sau:
- Tạo chân không sơ cấp: Ban đầu, một bơm sơ cấp sẽ được sử dụng để hút không khí trong buồng chân không, tạo ra một môi trường với mức chân không sơ cấp (từ 0.1 – 1 Par). Mức chân không này là điều kiện cần thiết để bơm khuếch tán có thể hoạt động hiệu quả.
- Đun nóng dầu chân không: Khi môi trường đã đạt mức chân không sơ cấp, buồng đốt sẽ đun nóng dầu chân không đến nhiệt độ bay hơi. Khi dầu nóng lên, nó sẽ bốc hơi, và các phân tử khí có trong buồng sẽ được dầu hấp thụ. Hơi dầu này sẽ khuếch tán các phân tử khí từ môi trường xung quanh vào trong hệ thống.
- Quá trình tái sử dụng dầu: Sau khi dầu hấp thụ các phân tử khí, nó sẽ được làm lạnh và quay trở lại trạng thái lỏng. Dầu nhả các phân tử khí đã hấp thụ ra ngoài qua một hệ thống bơm cơ học và quay lại buồng đốt để tiếp tục quá trình hút. Nhờ vào sự tuần hoàn của dầu, bơm khuếch tán có thể duy trì hiệu quả hoạt động trong thời gian dài mà không cần thay dầu liên tục.
- Quá trình khuếch tán khí: Các phân tử khí được khuếch tán vào hệ thống dầu sẽ tiếp tục di chuyển qua các tầng của buồng đốt. Nhờ vào sự khuếch tán này, bơm khuếch tán có thể hút được một lượng lớn khí và giảm áp suất trong không gian, tạo ra chân không cao.
Ưu và nhược điểm của bơm khuếch tán
Mặc dù bơm khuếch tán có nhiều ưu điểm nổi bật, nhưng cũng có một số nhược điểm cần phải lưu ý khi sử dụng. Những yếu tố này ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của bơm khuếch tán trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như PVD.
Ưu điểm
- Tạo chân không hiệu quả: Bơm khuếch tán có khả năng tạo ra chân không với công suất lớn và tốc độ nhanh. Thậm chí, với công suất có thể lên tới vài chục mét khối mỗi giây, bơm khuếch tán giúp tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa hiệu suất làm việc trong các ứng dụng công nghiệp.
- Chi phí thấp: Một trong những ưu điểm lớn nhất của bơm khuếch tán là giá thành thấp so với các thiết bị hút chân không khác, giúp giảm chi phí đầu tư cho các doanh nghiệp, đặc biệt là những đơn vị cần sử dụng thiết bị này trong quy trình sản xuất thường xuyên.
- Vận hành êm và ổn định: Bơm khuếch tán thường vận hành khá êm ái, ít tạo ra tiếng ồn so với các loại bơm chân không khác, giúp môi trường làm việc trở nên dễ chịu hơn, đặc biệt trong các xưởng sản xuất hay môi trường yêu cầu độ ồn thấp.
- Bảo trì và sửa chữa đơn giản: So với các loại bơm chân không khác, bơm khuếch tán có cấu tạo khá đơn giản, dễ bảo dưỡng và sửa chữa. Các linh kiện của bơm không quá phức tạp, giúp giảm chi phí bảo trì và sửa chữa trong suốt quá trình sử dụng.
- Ứng dụng rộng rãi: Dù có sự phát triển mạnh mẽ của các loại bơm phân tử, nhưng bơm khuếch tán vẫn rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là trong ngành công nghệ PVD. Tại PVD Việt Mỹ, bơm khuếch tán được ưu tiên sử dụng nhằm đảm bảo hiệu suất tạo chân không cao trong sản xuất.
Nhược điểm
- Giới hạn chân không: Mặc dù bơm khuếch tán có khả năng tạo chân không cao, nhưng giới hạn chân không của nó vẫn không thể đạt được mức cực cao như các loại bơm phân tử. Đối với những ứng dụng đòi hỏi mức chân không cực kỳ thấp, bơm khuếch tán không phải là sự lựa chọn tối ưu.
- Khó sử dụng trong môi trường có khí bẩn: Bơm khuếch tán có thể gặp khó khăn khi sử dụng trong các môi trường có khí bẩn hoặc các chất bẩn lơ lửng trong không khí. Các tạp chất này có thể làm tắc nghẽn hệ thống dầu và giảm hiệu suất hoạt động của bơm.
- Tạo nhiệt: Quá trình đun nóng dầu chân không và hấp thụ các phân tử khí có thể tạo ra một lượng nhiệt lớn. Nếu không có hệ thống làm mát hiệu quả, nhiệt độ quá cao có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động và tuổi thọ của bơm.
Bảo trì và sửa chữa bơm khuếch tán
Để đảm bảo bơm khuếch tán hoạt động ổn định và bền bỉ trong suốt quá trình sử dụng, việc bảo trì và sửa chữa định kỳ là rất cần thiết. Một số công việc bảo trì bao gồm:
- Kiểm tra dầu chân không: Kiểm tra mức dầu và chất lượng dầu định kỳ là rất quan trọng. Nếu dầu bị nhiễm bẩn hoặc hết dầu, cần thay mới để tránh làm giảm hiệu quả hút chân không.
- Vệ sinh hệ thống: Định kỳ vệ sinh bơm khuếch tán và các bộ phận liên quan để loại bỏ bụi bẩn, tạp chất hoặc dầu thừa, giúp đảm bảo bơm hoạt động hiệu quả.
- Kiểm tra các linh kiện cơ học: Kiểm tra van, gioăng, các bộ phận cơ khí khác để phát hiện và sửa chữa kịp thời những hư hỏng có thể xảy ra.
Bơm khuếch tán là thiết bị không thể thiếu trong quá trình tạo chân không cao, đặc biệt là trong công nghệ PVD. Nhờ vào cấu tạo đơn giản nhưng hiệu quả, bơm khuếch tán vẫn chiếm lĩnh thị trường nhờ vào khả năng tạo chân không nhanh chóng, hiệu quả với chi phí thấp. Tuy nhiên, bơm khuếch tán cũng có một số nhược điểm như giới hạn chân không và khả năng tạo nhiệt. Việc bảo trì và sửa chữa định kỳ giúp duy trì hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của bơm, đảm bảo hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là với sự hỗ trợ của PVD Việt Mỹ trong việc áp dụng công nghệ hiện đại vào sản xuất.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
- CÔNG TY TNHH PVD VIỆT MỸ – VIUS
- Nhà máy: 1/476 Tổ 1, Hòa lân 2, Thuận Giao, Thuận An, Bình Dương
- ĐT: 0650. 3710 305 – DĐ: 0919.460.242 (Mr. Tuyển)
- Website: www.pvdvietmy.vn Email: tuyennv@tdcorp.vn
