cac-loai-may-bom-chan-khong-va-cong-dung-cua-chung

Giới thiệu chung

Máy bơm chân không là thiết bị loại bỏ phân tử khí khỏi buồng kín để tạo áp suất thấp hơn so với áp suất khí quyển, phục vụ nhiều quá trình công nghiệp và nghiên cứu. Độ chân không, tốc độ bơm và áp suất xả là ba thông số then chốt quyết định hiệu suất của máy bơm chân không.

Phân loại chính

  1. Máy bơm dịch chuyển tích cực (Positive Displacement)

  2. Máy bơm động năng (Momentum Transfer/Kinetic)

  3. Máy bơm giữ chân không (Entrapment/Capture)

1. Máy bơm dịch chuyển tích cực (Positive Displacement)

Nguyên lý: Giữ cố định một thể tích khí tại cửa hút, rồi nén thể tích đó và xả ra cửa xả. Phù hợp cho chân không thô đến trung bình (khoảng 10⁻³ Torr).

  • Rotary vane pumps • Có bản chắn trượt tạo khoang thay đổi thể tích. • Dạng dầu (oil-sealed) và không dầu (dry) • Độ chân không tối thiểu ~10⁻³ Torr, tốc độ bơm 0.5–1000 L/s

  • Piston pumps • Pít-tông di chuyển trong xy-lanh, có van một chiều • Đơn cấp hoặc đa cấp • Đạt 10⁻³ Torr, lưu lượng 1–1000 L/s

  • Diaphragm pumps • Màng ngăn đàn hồi thay thế pít-tông, khô, không dầu • Hút được khí ăn mòn, dễ bảo trì • Đạt chân không 10⁻³ Torr, lưu lượng 0.1–100 L/s

  • Screw pumps • Hai trục vit xoắn ăn khớp, nén khí liên tục • Có bản dầu và bản khô • Độ chân không 10⁻³ Torr, tốc độ 10–1000 L/s

  • Scroll pumps • Hai cuộn xoắn tạo buồng nén khí hình lưỡi liềm • Khô, thích hợp khí nhạy cảm • Chân không 10⁻³ Torr, 1–100 L/s

  • Roots blowers • Hai rotor dạng lá kép ăn khớp, không nén trực tiếp • Thường dùng làm bơm tiền hỗ trợ cho bơm cao chân không • Đạt chân không đến 10⁻³ Torr, lưu lượng cao

2. Máy bơm động năng (Momentum Transfer / Kinetic)

Nguyên lý: Truyền động năng từ bộ phận quay đến phân tử khí, đẩy khí từ buồng hút sang buồng xả. Thường dùng cho chân không cao và siêu cao.

  • Turbomolecular pumps • Cánh tua bin tốc độ cao va chạm và chuyển động phân tử khí • Độ chân không 10⁻⁷–10⁻¹⁰ Torr • Ứng dụng: bán dẫn, kính hiển vi điện tử

  • Diffusion pumps • Phun hơi dầu nóng tạo dòng khí ngược, bắt giữ phân tử khí • Không có chi tiết chuyển động, cần bơm tiền hỗ trợ • Đạt 10⁻⁷–10⁻⁹ Torr, dùng cho thiết bị khử cặn, mạ chân không

  • Centrifugal & Regenerative pumps • Dạng động năng dùng cánh quạt hoặc bánh tua • Thường xử lý lỏng và khí, áp dụng trong hóa chất, thực phẩm và y tế

3. Máy bơm giữ chân không (Entrapment / Capture)

Nguyên lý: Bẫy hoặc hấp thụ phân tử khí bằng phản ứng hóa học hoặc ngưng tụ ở nhiệt độ thấp.

  • Cryogenic pumps • Ngưng tụ nước và khí ở nhiệt độ cực thấp • Siêu cao chân không (10⁻⁹ Torr), dùng trong mô phỏng vũ trụ, PVD, CVD

  • Ion getter pumps & Sputter ion pumps • Ion hóa và bẫy phân tử khí trên bề mặt kim loại • Chân không siêu cao (10⁻⁹–10⁻¹² Torr), dùng trong thiết bị gia tốc, MBE, kính hiển vi quét STM

Bảng so sánh thông số cơ bản

Loại máy bơm Nguyên lý Độ chân không (Torr) Tốc độ bơm (L/s) Ứng dụng chính
Rotary vane Dịch chuyển tích cực bằng bản chắn trượt 10⁻³ 0.5–1000 Hóa chất, y tế, phòng thí nghiệm
Turbo molecular Động năng, tua bin tốc độ cao 10⁻⁷–10⁻¹⁰ 50–1000 Bán dẫn, thiết bị phân tích
Diffusion Phun hơi dầu ngược dòng 10⁻⁷–10⁻⁹ 10–500 Mạ chân không, thiết bị khử cặn
Diaphragm Màng ngăn đàn hồi, khô 10⁻³ 0.1–100 Bơm khí ăn mòn, y sinh
Cryogenic Ngưng tụ ở nhiệt độ thấp 10⁻⁹ 100–1000 Mô phỏng vũ trụ, sản xuất linh kiện
 
Ứng dụng thực tế

  • Chế tạo chất bán dẫn, mạ PVD/CVD, xử lý bề mặt kim loại và kính.

  • Hệ thống chân không trong ô tô và hàng không (hỗ trợ phanh, thiết bị điều hướng).

  • Y tế: máy hút dịch, chân không trong phẫu thuật, bảo quản mẫu sinh học.

  • Thí nghiệm vật lý hạt nhân, kính hiển vi điện tử, gia tốc phân tử.

  • Công nghiệp thực phẩm – dược phẩm: cô đặc, sấy khô đông khô và đóng gói chân không.

Hướng dẫn chọn máy bơm chân không

  • Xác định mức chân không cần đạt và tốc độ bơm để tối ưu thời gian chạy.

  • Xem xét thành phần khí (ăn mòn, kích thích nổ) để chọn máy khô hay máy dầu.

  • Điều kiện hoạt động (nhiệt độ, độ ẩm) ảnh hưởng đến vật liệu chế tạo và gioăng.

  • Chi phí vận hành: bảo trì, thay dầu, thay phụ tùng, tiêu hao điện năng.

Kết luận

Việc hiểu rõ nguyên lý, đặc tính và phạm vi áp suất của từng loại máy bơm chân không giúp bạn lựa chọn giải pháp tối ưu cho ứng dụng cụ thể. Từ phòng thí nghiệm đến nhà máy sản xuất chất bán dẫn hay dây chuyền y tế, mỗi loại bơm đều có ưu – nhược điểm riêng, mang lại hiệu suất và chi phí vận hành khác nhau.

QTE Technologies cung cấp nhiều loại máy bơm chân không từ các thương hiệu uy tín với giá cạnh tranh. Chúng tôi, một nhà cung cấp MRO toàn cầu, phục vụ khách hàng tại hơn 180 quốc gia. Chúng tôi thành lập năm 2010 cung cấp hơn 1 triệu sản phẩm cho mọi ngành công nghiệp và khoa học kỹ thuật. Ngoài ra, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào thông qua hỗ trợ trò chuyện 24×7, điện thoại, WhatsApp hoặc email. Khám phá những gì khách hàng có giá trị của chúng tôi nói về dịch vụ của chúng tôi trên trang đánh giá chuyên dụng của chúng tôi.

Tác giả bài viết: Ban biên tập của QTE Technologies (có nền tảng vững chắc về cả kỹ thuật và sáng tác - tích lũy hơn 15 năm kinh nghiệm).