De juiste vacuümpomp kiezen voor uw metallurgische toepassing 5 oktober 2020
4 MIN READ
Welke vacuümpompen worden in de metallurgie gebruikt?
De metallurgische sector omvat een breed scala aan processen, waaronder de productie van legeringen, de productie van enkelvoudige kristallen, het ontgassen van staal en het gloeien door warmtebehandeling. Een veelvoorkomende factor is het gebruik van kamers met een groot volume, vaak met aanzienlijke gasbelastingen die aanzienlijke pompsnelheden vereisen.
Voor het gloeien en ontgassen van staal is een voorvacuümpomp of voorvacuümpompen voldoende. Vacuüminductie-metaalovens – de keuze voor de productie van enkelkristals aluminium en legeringen – vereisen de toevoeging van een hoogvacuümpomp.
Draaischuifpompen, en meer bepaald zuigerpompen, waren vroeger de voorvacuümpompen van keuze. Maar het olieverbruik en de kosten voor het afvoeren van olie, in combinatie met betrouwbaarheidsproblemen en onderhoudskosten, hebben ertoe geleid dat droge schroefpompen de standaardoplossing zijn geworden.
Bovendien kunnen schroefpompen de deeltjes verwerken die vaak worden gegenereerd in VIM-ovens, wat leidt tot een betere uptime, geen terugstroming van olie en lagere bedrijfskosten. Onderstaand schema toont het ontwerp van een droge schroefpomp. De compressie wordt gerealiseerd door een variabele pitch van de rotoren.
Werkingsprincipe van schroefpompen
- Pompkamer
- Aanzuigzijde
- Rotoren
- Gasstroomrichting
- Draairichting rotor
- Atmosferische druk
De maximale snelheden van een schroefpomp zijn gewoonlijk 630 – 650 m3 /u. Waarschijnlijk is er een extra doorvoer nodig: dit kan worden bereikt door een stuwpomp toe te voegen – de werkingsmodus wordt hieronder weergegeven.
Werkingsprincipe van de wortelventilator
Schoepen draaien in tegengestelde richtingen
In stand I en II wordt het inlaatvolume verhoogd. Inlaatdruk: pHV
In positie III wordt een deel van het volume gescheiden van de hoogvacuümzijde.
In positie IV wordt dit volume in de richting van de voorvacuümzijde geopend. Het gas verlaat de stuwpomp in de richting van de hulppomp. Persdruk: pFV
Door de ontwikkeling van een uitvoering met frequentieomvormer kan het toerental van de schoepenwielen aanzienlijk worden verhoogd. Deze maximale toename van het toerental is afhankelijk van de grootte en het gewicht van de waaier. Zo kan een pomp van 700 m3 /h die op 50 Hz werkt, zijn rotatiesnelheid verhogen tot 120 Hz, waardoor een pompsnelheid van 1680 m3 /h mogelijk is. Een grotere eenheid van 2500 m3 /h kan zijn pompsnelheid verhogen tot 5000 m3 /h met een frequentie van 100 Hz. De pompsnelheden kunnen worden afgesteld om de procesvereisten te optimaliseren, terwijl de pompen in een stand-bymodus met een lagere frequentie kunnen worden gezet, waardoor het stroomverbruik wordt verlaagd.
Zoals al beschreven zijn deeltjes een bijzonder probleem bij veel metallurgische processen. De kamer werkt gewoonlijk bij een verhoogde temperatuur en hoge gasbelastingen komen vaak voor. Bijgevolg zou een olieboosterpomp een geschikte keuze zijn, vooral voor de vereiste pompsnelheid. Dit type pomp is beter in staat om deze grote debieten te verwerken in het vereiste vacuümbereik van 10 -4 tot 10 -5 mbar. Diffusiepompen hebben een lagere doorvoer, maar leveren wel lagere einddrukken.
Onderstaand schema illustreert het pompprincipe:
Werkingsprincipe van de oliestuwpomp
De olieboosterpomp werkt op een soortgelijke manier als een diffusiepomp, door gebruik te maken van olie onder lage druk. De hogesnelheidsstraal wordt gegenereerd door een straalconstructie en de olie is gasvormig wanneer deze de sproeiers binnenkomt. Binnen de sproeiers verandert de stroom van laminair naar moleculair.
Vaak worden meerdere sproeiers in serie gebruikt om de pompwerking te verbeteren. De buitenkant van de diffusiepomp wordt gekoeld met water. Wanneer de stoomstraal de buitenste gekoelde mantel van de diffusiepomp raakt, condenseert de werkvloeistof en wordt deze teruggewonnen en teruggeleid naar de ketel. de verpompte gassen blijven met verhoogde druk naar de basis van de pomp stromen. De olieboosterpomp heeft een extra ejectortrap die de pompsnelheid verhoogt tussen 10-4 en 10-5 mbar, wat een vereiste is voor veel metallurgische processen.
Olieverontreiniging door de pomp is een probleem en kegels bij de hoogvacuümpoort worden aanbevolen om verontreiniging van het product tot een minimum te beperken. Deze zullen echter leiden tot een merkbare vermindering van de pompsnelheid en hiermee moet rekening worden gehouden bij het bepalen van de afpomptijden.
U zult ook een kleine olieopvangpot opmerken bij de voorvacuümpoort, die is ontworpen om de overdracht naar de droge pomp te verminderen. Dit alleen is geen probleem, maar er worden ook deeltjes in de pomp meegenomen. Deze kunnen zich vermengen met de siliconenolie van de olieboosterpomp en, als ze niet worden gecontroleerd, als een slijppasta fungeren, waardoor de kleine rotortoleranties van de pomp toenemen. Dit zal op zijn beurt na verloop van tijd leiden tot een slechtere einddruk. Het wordt aanbevolen om een fijn inlaatdeeltjesfilter te gebruiken om te voorkomen dat het proces aanzienlijke deeltjes produceert. Het reinigen of vervangen van dit filter moet deel uitmaken van het routineonderhoudsschema.
Conclusie:
Droge schroefpompen zijn een ideale oplossing voor veel metallurgische processen.
De toevoeging van een stuwpomp kan de pompsnelheden aanzienlijk verhogen.
Uitvoeringen van stuwpompen met frequentieomvormer bieden hogere pompsnelheden terwijl ze een kleinere voetafdruk hebben dan traditionele typen.
Een olieboosterpomp biedt een hoge doorvoer in het typische procesdrukregime van 10-4 tot 10-5 mbar.
Hebt u nog andere vragen? Klik op de knop hieronder en zorg ervoor dat u de juiste keuze maakt, met de hulp van ons team van toonaangevende experts op het gebied van vacuümtechnologie.
