معمولا نقطه شروع براي ايجاد خلاء در سيستم ها پمپ مكانيكي است. اين پمپ ها قادرند براحتي فشار را تا0.01 الي 0.001mbar كاهش دهند. زماني كه پمپ روشن مي گردد جابجايي پيستون باعث افزايش حجم درون پمپ مي شود و اين امر موجب كاهش فشار درون پمپ مي گردد .از اين رو مقداري از گاز درون سيستم به پمپ راه يافته ، پس از متراكم شدن به اتمسفر فرستاده مي شود. اگر فشار سيستم به حدي پائين باشد كه در تراكم ماكزيمم ، فشار گاز هنوز پائين تر از اتمسفر باشد ، عمل تخليه به اتمسفر انجام نخواهد شد . عمل متوالي پمپاژ همين گاز را بدون اينكه گاز بيشتري از سيستم بكشد ، منبسط و سپس متراكم كرده و به اتمسفر تخليه مي كند.
شكل الف قسمتهاي ضروري پمپ روتاري را نشان مي دهد . مطابق شكل استاتور يك استوانه فولادي تو خالي است كه دو سر آن توسط صفحات مناسبي بسته شده است. مجراهاي ورودي و خروجي روي اين استوانه واقع هستند. مجراي ورودي مستقيما به سيستم متصل مي گردد و بر روي مجراي خروجي يك شير نصب مي شود. در پمپ هاي قديمي ، شير خروجي يك صفحه فلزي است كه مي تواند بصورت عمودي بين استاتور و يك صفحه به دام اندازنده ، حركت كند. در نمونه هاي جديد تر پمپ ، يك صفحه مربعي از لاستيك مصنوعي بوسيله يك لولا بين استاتور و يك صفحه كمكي فلزي مهار مي شود.
شکل الف : قسمتهاي مختلف پمپ روتاري
روتور شامل يك استوانه فولادي واقع روي يك ميله متحرك است كه از درون يكي از صفحات انتهايي مي گذرد. محور چرخش روتور با استاتور موازي است به گونه اي كه در طول 0.025 mm با قسمت بالاي استاتور تماس دارد . اين خط تماس تحت عنوان آب بندي بالا شناخته مي شود. يك شكاف قطري در طول بدنه روتور قرار دارد كه حامل پره هاست. اين پره ها، صفحات كامپوزيتي مربع و يا مستطيل شكلي هستند كه در شكاف روتور به صورت لغزشي حركت مي كنند. اين پره ها معمولا بوسيله نيروي گريز از مركز و يا فنر با ديواره استاتور در تماسند. بمنظور كامل نمودن سطوح تماس مقدار كنترل شده اي روغن بداخل محفظه استاتور پمپ مي شود. شکل ب مراحل مختلف عملکرد یک پمپ روتاری را نشان می دهد.
شکل ب: مراحل مختلف از مکش تا خروج
روغن در پمپ هاي روتاري وظايف زير را بر عهده دارد:
- آببندي
- روانكاري
- خنكاري
- محافظت در برابر خوردگي
روغن هاي بكار رفته در پمپ هاي روتاري بايد خواص زير را دارا باشند :
- فشار بخار پا ئين
- ويسكوزيته مناسب
- خواص روانكاري كافي
- از نظر شيميايي با گازي كه بوسيله پمپ تخليه مي گردد هماهنگي داشته باشد
- در دماي كاري پمپ از نظر شيميايي پايدار باشد
- براي سلامتي مضر نبا شد
در استفاده از پمپ هاي روتاري بايد به مسائل زير دقت نمود:
اگر گازي كه توسط پمپ تخليه مي شود حاوي مواد خورنده يا ساينده باشد موجب مي شود تا سطوح روتور و استاتور آسيب ببيند، اين امر باعث مي شود تا مسيرهاي نشتي بين روتور و استاتور ايجاد شود لذا فشار نهايي پمپ كاهش مي يابد.
اگر گاز تخليه شونده حاوي بخارات قابل چگالش باشد باعث تضعيف عملكرد پمپ مي شود. بخار معمولا در يك حالت غير اشباع وجود دارد وتا زماني كه تراكم مورد نياز براي باز كردن شير خروجي به به حد كافي نرسد ، فشار آن را تا مقدار اشباع بالا مي برد. در اين مرحله بخار به شكل مايع در مي آيدو در خروجي حلقه پمپ به صورت تركيب با روغن مي ماند. اين پديده منجر به دو اثر مي گردد:
* با روغن تشكيل امولسيون داده و يا واكنش شيميايي مي دهد كه اين امر باعث كاهش خواص روغنكاري و آبندي روغن ميگردد.
* ديگر اينكه ممكن است همراه پمپ بچرخد و دوباره درطرف ورودي پمپ تبخير شود. چنانچه بخار جابجا نشود ، اين اثر تجمعي بوده ودر نهايت پائين ترين فشار قابل وصول فشاربخار اشباع مايع خواهد بود. لذا در اين خصوص بخارآب دردسر سازترين عامل است. به همين دليل استفاده از سيستم گاز بالاست همواره ضروري است.
شکل ج : پمپ دو محله ای
در سيستم گاز بالاست يك مقدار هواي اتمسفري كنترل شده به قسمت خروجي پمپ راه مي يابد. از اين رو فشار درونب اين قسمت به حد كافي افزايش مي يابد، طوري كه شير خروجي بدون نياز به تراكم نهايي گازو بخار آب موجود در آن باز مي شود.پس فشار بخار به حد اشباع آن نمي رسد و بخار به همراه گاز به سمت بيرون رانده مي شود.
شکل ج قسمتهای مختلف یک پمپ دو مرحله ای را نشان داده است.
نكته قابل توجه در استفاده از اين پمپ ها اين است كه با توجه به وجود روغن در اين پمپ ها ، همواره احتمال بازگشت بخارات روغن به محفظه خلاء وجود دارد و در نتيجه خلاء ايجاد شده تو سط اين پمپ ها خيلي تميز نيست مگر اينكه تمهيدات ويژه اي انديشيده شود مانند استفاده از تله زئوليتي در ورودي پمپ.