Lựa chọn và tính toán bơm chân không

Trước khi lựa chọn bơm chân không, chúng ta phải làm rõ một số khái niệm cơ bản:

Chân không : theo lý thuyết nghĩa là không có không khí trong thể tích nhất định, nó thường được gọi là trạng thái chân không khi áp suất trong bình chứa thấp hơn áp suất khí quyển bình thường 1013.25 millibars

Độ chân không : dùng để chỉ độ loãng của không khí ở trạng thái chân không, thường được biểu thị bằng giá trị áp suất. Trong ứng dụng thực tế, có hai loại độ chân không: độ chân không tuyệt đối và độ chân không tương đối. Giá trị đọc được từ đồng hồ chân không được gọi là độ chân không. Giá trị độ chân không cho biết giá trị thực của áp suất trong một thể tích nhất định thấp hơn áp suất khí quyển. Giá trị biểu thị từ bảng đơn vị chân không còn được gọi là áp suất bảng, còn được gọi là áp suất tương đối giới hạn trong công nghiệp, đó là: độ chân không = áp suất khí quyển áp suất tuyệt đối (nói chung là 1013.25 millibars, giới hạn áp suất tuyệt đối của bơm chân không vòng nước là 33 mbar ; áp suất tuyệt đối giới hạn của bơm chân không cánh gạt là khoảng 10Pa)

Giới hạn áp suất tương đối: áp suất tương đối là áp suất bên trong đo được thấp hơn bao nhiêu so với “áp suất khí quyển”. Nó cho thấy rằng giá trị thực của áp suất hệ thống thấp hơn giá trị của áp suất khí quyển. Do không khí bên trong bình được bơm nên áp suất bên trong luôn thấp hơn áp suất bên ngoài bình. Do đó, khi được biểu thị dưới dạng áp suất tương đối hoặc áp suất đồng hồ, giá trị phải được đặt trước dấu trừ, chứng tỏ rằng áp suất bên trong của bình chứa thấp hơn áp suất bên ngoài.

Áp suất tuyệt đối cuối cùng: áp suất tuyệt đối là áp suất bên trong đo được cao hơn bao nhiêu so với chân không lý thuyết (giá trị áp suất chân không lý thuyết là 0Pa). Đối tượng so sánh là giá trị áp suất chân không tuyệt đối của trạng thái lý thuyết. Do hạn chế của công nghệ nên chúng ta không thể bơm áp suất bên trong đến chân không tuyệt đối 0Pa nên giá trị chân không của bơm chân không cao hơn giá trị chân không lý thuyết. Vì vậy, khi chúng ta sử dụng chân không tuyệt đối, không có dấu trừ ở phía trước của giá trị.

Công suất bơm: công suất bơm là thước đo tốc độ bơm của bơm chân không. Đơn vị chung được biểu thị bằng L / s và m3 / h. Nó là một thông số để tạo nên tỷ lệ rò rỉ không khí. Không khó để hiểu tại sao máy bơm chân không có khối lượng không khí lớn lại dễ dàng bơm được mức độ chân không mà chúng ta cần, trong khi máy bơm chân không có khối lượng không khí nhỏ lại rất chậm hoặc thậm chí không thể bơm được độ chân không mà chúng ta muốn. Bởi vì không thể để đường ống hoặc thùng chứa không bao giờ bị rò rỉ (số công khai: người quản lý máy bơm), và lượng không khí lớn tạo ra độ chân không gây ra bởi hệ số rò rỉ, vì vậy lượng không khí dễ dàng được bơm đến chân không lý tưởng giá trị. Có ý kiến ​​cho rằng, trong trường hợp tính toán công suất bơm lý thuyết, ta thử chọn bơm chân không có công suất bơm lớn hơn.

Nhập lựa chọn bơm chân không bên dưới.

1. Độ chân không theo yêu cầu của quá trình

Áp suất làm việc của bơm chân không phải đáp ứng các yêu cầu của áp suất làm việc của quá trình. Độ chân không của việc lựa chọn bơm chân không phải cao hơn một nửa đến một bậc của độ chân không của thiết bị chân không. (ví dụ, độ chân không 100 Pa (áp suất tuyệt đối) là cần thiết cho quá trình chân không và độ chân không của bơm chân không được chọn ít nhất phải là 50 pa-10 PA). Nói chung, nếu áp suất tuyệt đối được yêu cầu cao hơn 3300pa, thì máy bơm chân không vòng nước được ưu tiên làm thiết bị chân không. Nếu áp suất tuyệt đối được yêu cầu thấp hơn 3300pa, không thể chọn bơm chân không vòng nước và có thể chọn bơm chân không cánh quay hoặc bơm chân không có mức chân không cao hơn làm thiết bị thu nhận chân không.

2. Tốc độ khai thác không khí theo yêu cầu của quy trình

Máy bơm chân không yêu cầu tốc độ hút khí (nghĩa là khả năng của máy bơm chân không để xả khí, chất lỏng và chất rắn dưới áp suất làm việc của nó), thường tính bằng m3 / h, L / s và m3 / phút. Cách tính cụ thể có thể tham khảo công thức sau để tự tính và lựa chọn. Tất nhiên, việc lựa chọn bơm chân không là một quá trình toàn diện, bao gồm kinh nghiệm liên quan và các yếu tố khác.

S = (V / t) × ln (P1 / P2)

Trong đó: s là tốc độ bơm của bơm chân không (L / s)

V là thể tích của buồng chân không (L)

Thời gian cần thiết để đạt (các) chân không cần thiết

P1 là áp suất ban đầu (PA)

P2 là áp suất yêu cầu (PA)

3.Xác định thành phần của đối tượng được trích xuất

Đầu tiên, cho dù vật thể được bơm là chất khí, chất lỏng hay hạt. Nếu khí được bơm có chứa các tạp chất như hơi nước hoặc một lượng nhỏ các hạt và bụi, thì bơm chân không cánh quay cần được lựa chọn cẩn thận. Nếu yêu cầu độ chân không cao, nên thêm thiết bị lọc để lọc trước khi sử dụng bơm chân không cánh quay làm thiết bị thu nhận chân không.

Thứ hai, cần biết vật cần bơm có bị ăn mòn hay không (axit hay kiềm, giá trị pH là bao nhiêu?). Nếu khí có chứa axit-bazơ ăn mòn hoặc ăn mòn hữu cơ và các yếu tố khác, nó nên được lọc hoặc trung hòa để chọn bơm chân không cánh quay.

Thứ ba, vật cần bơm có bị nhiễm dầu cao su hay không ? Đối với các phương tiện được bơm khác nhau, cần chọn thiết bị chân không tương ứng. Nếu có một lượng lớn hơi nước, hạt và khí ăn mòn trong khí, cần xem xét để lắp đặt các thiết bị phụ trợ tương ứng, chẳng hạn như bình ngưng, bộ lọc, v.v. trên đường ống dẫn khí vào của máy bơm (liên hệ cụ thể với các kỹ sư kỹ thuật tương ứng của chúng tôi ).

Thứ tư, tiếng ồn, độ rung và mỹ quan của bơm chân không có ảnh hưởng đến nhà xưởng hay không.

Thứ năm, khi mua bơm chân không và thiết bị hút chân không cũng cần ưu tiên chất lượng của thiết bị, chi phí vận chuyển, bảo dưỡng, sửa chữa, v.v.

Tốc độ bơm của bơm chân không và cấu hình của đơn vị chân không

Các hệ thống chân không khác nhau yêu cầu độ chân không khác nhau. Do đó, thường phải hoàn thiện bằng một bộ chân không, tức là các bơm chân không làm việc ở các dải áp suất khác nhau được mắc nối tiếp. Bơm chân không ở phía chân không cao có thể đạt đến độ chân không theo yêu cầu của hệ thống, trong khi máy bơm chân không ở phía chân không thấp được thải trực tiếp ra khí quyển. Rõ ràng, đơn vị chân không đơn giản nhất là một máy bơm chân không xả trực tiếp khí quyển. Tuy nhiên, hệ thống chân không cao thường cần thiết bị ba giai đoạn và hệ thống chân không trung bình thường cần thiết bị hai giai đoạn.

Rất khó để một máy bơm chân không cao và một máy bơm chân không thấp để tạo thành một đơn vị chân không hiệu quả cao. Cái này có một vài nguyên nhân. Tính liên tục của dòng chảy là một trong số đó. Bơm chân không cao có hạn chế về khả năng chịu áp suất của tầng trước, tức là nếu tầng trước cao hơn một áp suất nhất định thì bơm chân không không thể hoạt động bình thường. Khi bơm chân không giai đoạn hiện tại đạt đến áp suất tới hạn này, tốc độ bơm thường sẽ giảm, do đó lưu lượng xả của bơm giai đoạn trước có thể nhỏ hơn lưu lượng xả của bơm chính và lưu lượng không phù hợp sẽ phá hủy các yêu cầu của lưu lượng liên tục, chắc chắn sẽ làm cho bộ phận chân không hoạt động bình thường. Tuy nhiên, nếu một máy bơm chân không ở giữa khác được kết nối giữa máy bơm chân không cao và thấp, nó có thể đóng vai trò kết nối, với dòng chảy liên tục và mỗi máy bơm chân không có thể hoạt động trong điều kiện tốt nhất. Bơm chân không có thể làm việc trong khoảng chân không trung bình là thích hợp nhất nên còn được gọi là bơm tăng áp rễ. Vì tỷ số nén của nó không cao nên nó có thể kết nối vài PA đến vài trăm PA. Khi bộ phận chân không cao ba tầng đi vào độ chân không cao hơn, do lưu lượng xả của bơm chân không chính giảm đáng kể, lúc này chỉ có bơm chân không cấp nhỏ phía trước có thể duy trì tính liên tục của bơm, thường được sử dụng trong ứng dụng thực tế, để giảm tiêu thụ năng lượng của thiết bị.

Một lý do khác tại sao các đơn vị chân không cao thường cần đơn vị ba tầng là do giới hạn về áp suất hút của bơm chân không cao. Tất cả các máy bơm chân không đều có áp suất làm việc ban đầu và các máy bơm chân không cao truyền thống nằm trong khoảng một số PA. Vì vậy, bơm chân không sơ cấp phải được bơm trước đến áp suất này trước khi nó có thể bắt đầu hoạt động. Tuy nhiên, thông thường bơm chân không trước đây sẽ mất nhiều thời gian để bơm đến áp suất này, do tốc độ bơm của bơm chân không ngày càng giảm theo áp suất giảm dần, đặc biệt đối với bộ chân không bơm định kỳ thì cần có yêu cầu về thời gian. để đạt được độ chân không làm việc. Thời gian bơm sơ bộ càng dài thì thời gian đi vào độ chân không làm việc càng lâu. Do đó, một bơm chân không giữa được trang bị thêm với bơm chân không Close trước đây, nó có thể đạt áp suất làm việc của bơm chân không chính trong thời gian ngắn, để hệ thống có thể nhập áp suất làm việc sớm nhất, đảm bảo việc sử dụng hiệu quả của thiết bị.

Cả hai loại bơm chân không gốc và bơm chân không tăng áp dầu đều có thể được sử dụng như một loại bơm chân không trung bình. Bơm tăng áp phân tử có tỷ số nén rất cao, không chỉ giúp nó có được chân không sạch mà còn có hiệu suất hút chân không cao tuyệt vời, đồng thời, nó còn có khả năng bơm siêu cao trong phạm vi chân không trung bình. Điều này làm cho bơm tăng áp phân tử trở thành bơm chân không duy nhất có hiệu suất chân không trung bình và cao hiện nay, vì vậy nó chỉ cần hợp tác với bơm chân không thấp để tạo thành một đơn vị chân không cao với hiệu suất tương đương với thiết bị ba tầng. Cụ thể, do khả năng chịu áp suất cao của bơm tăng áp phân tử có thể khiến bơm phía trước dễ ở trạng thái lưu lượng lớn; và áp suất hút cao của bơm tăng áp phân tử có thể làm chậm tải bơm sơ bộ của bơm trước. Máy bơm tăng áp phân tử có thể làm việc ở 100-50pa, và áp suất của máy bơm phía trước từ khí quyển đến áp suất này về cơ bản tuân theo quy luật giảm áp suất mỗi lần một độ lớn. Do đó, thiết bị có thể có hiệu suất hút khí cao. Đơn giản hóa đơn vị chân không cao và loại bỏ bơm chân không là một lợi thế khác của bơm tăng áp phân tử. Đối với thiết bị ứng dụng chân không cao quy mô lớn, công suất bơm sơ bộ của bơm chân không giai đoạn trước cũng có thể được tăng cường thích hợp để rút ngắn hơn nữa thời gian bơm. Bởi vì thời gian bơm trước rất ngắn so với toàn bộ quá trình xả, thời gian sử dụng của bơm chân không giai đoạn trước cũng rất ngắn, vì vậy nó cũng có thể được sử dụng như chức năng bơm trước của nhiều bộ thiết bị, điều này thường rất thực tế. Điều này giúp đơn giản hóa đáng kể ứng dụng quy mô lớn của các đơn vị chân không.

Trong một số ứng dụng chân không trung bình, cần nhập phạm vi 10-1pa, thường khó nhận ra đơn vị giai đoạn hai của bơm chân không Roots. Tuy nhiên, thiết bị giai đoạn thứ ba được kết nối nối tiếp với máy bơm chân không giai đoạn hai có thể tăng độ chân không lên một bậc của cường độ và đi vào phạm vi 10-1pa. Do đó, đơn vị giai đoạn thứ ba cũng thường được sử dụng trong các ứng dụng chân không trung bình. Vì máy bơm tăng áp phân tử có thể bơm ở tốc độ tối đa ở 10-1pa, nó cũng có thể thay thế máy bơm gốc hai giai đoạn trong đơn vị chân không trung bình ba giai đoạn. Nói chung, bơm tăng áp phân tử có thể thay thế hoàn toàn bơm chân không rễ hoạt động ở dải áp suất thấp của chân không trung trong thời gian dài. Bơm chân không rễ làm việc trong dải áp suất cao của chân không trung bình trong thời gian dài nên tương đối ít hơn, vì bơm chân không giai đoạn trước trong dải áp suất này thường có tốc độ bơm mạnh.