پمپ وکیوم دو مرحله‌ای یکی از تجهیزات تخصصی در فناوری خلأ است که برای دستیابی به فشارهای بسیار پایین در کاربردهای صنعتی و علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پمپ با بهره‌گیری از دو مرحله فشرده‌سازی پی‌در‌پی، قادر است خلأیی عمیق‌تر از پمپ‌های وکیوم تک‌مرحله‌ای ایجاد کند. اما این پمپ چگونه کار می‌کند و چه ویژگی‌هایی آن را متمایز می‌سازد؟ در طراحی این نوع پمپ، مرحله اول گاز را از سیستم مکش کرده و تا حدی فشرده می‌سازد؛ سپس این گاز به مرحله دوم وارد می‌شود تا تحت فشردگی بیشتر قرار گرفته و آماده‌ی تخلیه به محیط شود. این فرآیند دومرحله‌ای باعث افزایش راندمان پمپ و دستیابی به فشار نهایی بسیار پایین‌تر می‌شود—فشاری که پمپ‌های تک‌مرحله‌ای از رسیدن به آن ناتوان‌اند.
رایج‌ترین نوع پمپ وکیوم دو مرحله‌ای، پمپ روتاری وین روغنی است. در این سیستم، یک روتور به‌صورت خارج از مرکز درون یک استاتور استوانه‌ای قرار گرفته و می‌چرخد. پره‌هایی فنردار یا با نیروی گریز از مرکز روی روتور نصب شده‌اند که در تماس دائم با دیواره داخلی سیلندر باقی می‌مانند.
با چرخش روتور، فضاهای متغیری بین روتور و استاتور ایجاد می‌شود. در سمت مکش، حجم این فضاها افزایش می‌یابد و گاز به درون کشیده می‌شود. با ادامه چرخش، این فضاها کوچک‌تر شده و گاز فشرده می‌گردد تا از طریق دریچه خروجی خارج شود.
نقش روغن در این سیستم بسیار حیاتی است: روغن باعث روانکاری قطعات، ایجاد آب‌بندی بین نوک پره‌ها و دیواره سیلندر، و دفع حرارت می‌شود. این چرخه مکش، فشرده‌سازی و تخلیه در هر دو مرحله تکرار شده و امکان دستیابی به خلأ عمیق‌تر را فراهم می‌سازد.
تفاوت اصلی میان این دو نوع پمپ در عملکرد نهایی آن‌ها است. پمپ‌های دو مرحله‌ای می‌توانند به فشار نهایی بسیار پایین‌تری برسند و برای فرآیندهایی که نیاز به خلأ بالا دارند مناسب‌ترند. در مقابل، پمپ‌های تک‌مرحله‌ای ساختار ساده‌تر و قیمت کمتری دارند و برای کاربردهای خلأ متوسط کفایت می‌کنند.
اگر فرآیند شما نیازمند خلأ زیاد یا محیط‌هایی با بخارات زیاد است، پمپ دو مرحله‌ای انتخاب هوشمندانه‌تری خواهد بود؛ چرا که در فشارهای پایین کارآمدتر بوده و در برابر بخارات نیز عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد.
پمپ‌های دو مرحله‌ای اغلب مجهز به یک شیر گس بالاست هستند که برای مدیریت بخارات قابل‌تراکم مثل بخار آب به کار می‌رود. اگر این بخارات در داخل پمپ متراکم شوند، با روغن ترکیب شده و باعث امولسیون و کاهش عملکرد پمپ می‌گردند.
با وارد کردن مقدار کمی هوای خشک به داخل محفظه فشرده‌سازی، گس بالاست از متراکم شدن بخار جلوگیری کرده و اجازه می‌دهد بخار پیش از تبدیل به مایع از پمپ خارج شود. البته باید توجه داشت که استفاده از این سیستم ممکن است فشار نهایی قابل دستیابی را کمی افزایش دهد.
برای محافظت از سیستم خلأ و افزایش عمر پمپ، وجود شیرهای ایمنی الزامی است:
دوام و اطمینان عملکرد پمپ تا حد زیادی به کیفیت ساخت آن وابسته است. بدنه پمپ معمولاً از آلومینیوم یا چدن ساخته می‌شود که مقاومت بالا و توانایی دفع حرارت دارد. روتورها و پره‌ها نیز از فولاد آلیاژی مقاوم به سایش یا پلاستیک‌های مهندسی ساخته می‌شوند.
در شرایطی که با گازهای خورنده کار می‌شود، استفاده از پوشش‌های داخلی مخصوص یا روغن PFPE باعث افزایش مقاومت شیمیایی خواهد شد. کیفیت مواد اولیه تأثیر مستقیمی بر کارایی و عمر مفید دستگاه دارد.
این نوع پمپ‌ها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:
آشنایی با دستگاه فریز درایر و کاربردهای آن