หลักการทํางานของปั๊มสุญญากาศ Roots หลายจังหวะ 8 มีนาคม 2021
ปั๊มสุญญากาศปฐมภูมิ (หรือ "ปั๊มสุญญากาศปฐมภูมิ") หมายถึงปั๊มที่ปล่อยไอเสียออกสู่แรงดันบรรยากาศ นอกจากนี้ยังจําเป็นต้องใช้เพื่อรองรับปั๊มรองหรือเพื่อให้ได้สภาวะเริ่มต้นสําหรับการทํางานของปั๊มรอง ปั๊มสุญญากาศส่วนหน้ามีสองประเภทคือ
- ปั๊มสํารองที่ทํางานแบบแห้ง เช่น ปั๊มสโครล สกรู และไดอะแฟรม
- ปั๊มซีลน้ํามัน เช่น ปั๊มใบพัดโรตารี่ ในโพสต์บล็อกนี้ เราจะตรวจสอบหลักการทํางานที่สําคัญของปั๊มสุญญากาศโรตารี่แบบหลายจังหวะทั่วไป
ในโพสต์บล็อกนี้ เราจะตรวจสอบหลักการทํางานที่สําคัญของปั๊มสุญญากาศโรตารี่แบบหลายจังหวะทั่วไป
ปั๊ม Roots หลายจังหวะใช้ทําอะไร?
ปั๊ม Roots หลายจังหวะเป็นปั๊มสุญญากาศแบบแห้งที่ใช้ในระบบสุญญากาศระดับต่ํา ปานกลาง สูง และสูงพิเศษเพื่อสร้างสภาวะ "แห้ง
ปั๊ม Roots แบบเรียบง่าย (จังหวะเดียว) มักใช้เป็นปั๊มบูสเตอร์เพื่อใช้ร่วมกับปั๊มนําหลายประเภท (เช่น ปั๊มใบพัดโรตารี่ ปั๊มสกรู และปั๊มวงแหวนน้ํา) เพื่อปรับปรุง (หรือ 'เพิ่ม') แรงดันขั้นสุดท้ายและความเร็วในการปั๊ม เมื่อใช้ปั๊ม Roots แบบหลายจังหวะ ไม่จําเป็นต้องใช้ปั๊มรอง และสามารถทํางานจากแรงดันบรรยากาศได้ ปั๊ม Roots หลายจังหวะสามารถประกอบด้วยจังหวะได้สูงสุดแปดจังหวะและใช้ชุดโรเตอร์หลายชุด (บนเพลาที่ใช้ร่วมกัน) ปั๊ม Roots เหมาะสําหรับสถานที่ที่บรรยากาศที่แห้งและสะอาดมีความสําคัญ หรือมีแนวโน้มเป็นสิ่งจําเป็นมากกว่า ดังนั้นจึงมักใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และแผงโซลาร์เซลล์ รวมถึงการเคลือบผิว การใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ และเครื่องมือวิทยาศาสตร์และการวิจัย
หลักการทํางานของปั๊ม Roots
ในรูปแบบที่เรียบง่ายที่สุด ปั๊ม Roots ใช้ชุดโรเตอร์ 'ลอย' ที่เชื่อมต่อกันแบบหมุนตรงข้ามกันสองชุดที่หมุนภายในตัวเรือนสเตเตอร์หรือตัวเรือน ก๊าซจะเข้าสู่ระบบผ่านหน้าแปลนทางเข้าที่ตั้งฉากกับหน่วยที่หมุนอยู่ จากนั้นจะถูก "แยก" ระหว่างโรเตอร์ที่หมุนอย่างรวดเร็ว (ซึ่งหมุนในทิศทางตรงกันข้าม) และสเตเตอร์ จากนั้นก๊าซอัดจะถูกปล่อยออกทางช่องระบายอากาศ
ปั๊ม Roots แบบหลายจังหวะ (ซึ่งประกอบด้วยจังหวะสูงสุดแปดจังหวะ) ใช้ชุดโรเตอร์หลายชุด (บนเพลาร่วม) สร้างขึ้นจากปั๊ม Roots แบบเรียบง่ายนี้ รูปทรงเรขาคณิตของโรเตอร์จะสร้างการบีบอัด ดังนั้นแต่ละจังหวะจะสร้างแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ด้วยวิธีนี้ ผลิตภัณฑ์จากขั้นตอนที่ต่ํากว่าจะเป็น "ก๊าซป้อน" สําหรับขั้นตอนที่สูงกว่าขั้นถัดไป (แต่ไม่มีวาล์วเชื่อมต่อใดๆ)
เช่นเดียวกับปั๊มจังหวะเดียว (เช่น โบลเวอร์โรตารี่) ในหน่วยหลายจังหวะไม่มีการสัมผัสระหว่างโรเตอร์และตัวเรือนสเตเตอร์ - หน่วยเหล่านี้ปิดผนึกแน่นสนิท ทนทาน และสามารถทํางานได้เป็นเวลานานระหว่างการซ่อมบํารุง นอกจากนี้ ปั๊ม Roots หลายจังหวะรุ่นใหม่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อใช้ในสภาพแวดล้อมที่เงียบสนิทและสะอาด เช่น ในเครื่องมือวิเคราะห์และห้องปฏิบัติการวิจัย ซึ่งทํางานด้วยความเร็วในการปั๊ม 25 ถึง 200 m3/h และสร้างเสียงรบกวนต่ํามากถึง 52 dB(A)
คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของปั๊ม Roots
ลักษณะการทํางานของปั๊ม Roots จะแตกต่างกันไปตามปัจจัยหลายประการ รวมถึงจํานวนจังหวะ ขนาดของหน่วย การหมุน ความเร็วในการทํางาน อุณหภูมิแวดล้อม แรงดันขาเข้าเริ่มต้น และลักษณะของก๊าซที่ปั๊ม
รายการต่อไปนี้แสดงคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่ชัดเจนและสําคัญมากขึ้นบางส่วน:
- ช่วงแรงดันในการทํางานระหว่างบรรยากาศจนถึงช่วงต่ํา 10-2
- ความเร็วในการปั๊มสูงที่น่าประทับใจตั้งแต่ 25 ถึง 200m3/hr
- ประสิทธิภาพที่ดีเมื่อใช้ปั๊มก๊าซเบา
- ระดับเสียงรบกวนต่ํามาก (แม้ที่ความเร็วรอบสูง)
- แทบจะไม่มีการสั่นสะเทือน
การใช้งานปั๊ม Roots หลายจังหวะ
ปั๊ม Roots แบบหลายจังหวะส่วนใหญ่จะใช้ในสถานที่ที่สามารถใช้คุณสมบัติความเร็วในการปั๊มที่แห้ง สะอาด และสูงได้ดีที่สุด ด้วยเหตุนี้ การใช้งานของพวกเขาจึงรวมถึง: เครื่องมือวิเคราะห์ การวิจัยและพัฒนา และพื้นที่ อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และโซลาร์ และอุตสาหกรรมเลเซอร์ นอกจากนี้ยังใช้ในเตาเผาหรือโลหะวิทยาและการใช้งานการเคลือบผิวที่หลากหลาย (ซึ่งมีลักษณะแห้งมากเป็นประโยชน์อย่างมาก)
ปั๊ม Roots: ข้อดีและความท้าทาย
ปั๊ม Roots แบบหลายจังหวะมีข้อดีมากมายเหนือกว่าปั๊มอื่นๆ และมีข้อเสียหรือข้อจํากัดน้อยอย่างน่าประหลาดใจ
ข้อดีหลักของปั๊ม Roots หลายจังหวะคือมีขนาดกะทัดรัดและเงียบมาก มีอายุการใช้งานยาวนาน ไม่มีการสัมผัสระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ ดังนั้นจึงไม่มีการสึกหรอ ไม่มีอนุภาคที่เกิดขึ้น หรือความต้องการน้ํามันใดๆ ที่อาจปนเปื้อนระบบสุญญากาศและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้
อย่างไรก็ตาม ปั๊ม Roots หลายจังหวะมีข้อเสียหลายประการ ซึ่งรวมถึงค่าใช้จ่ายในการซ่อมบํารุงที่ค่อนข้างสูงและประสิทธิภาพการปั๊มที่ต่ํากว่าเมื่อทํางานใกล้กับแรงดันบรรยากาศ นอกจากนี้ยังสามารถสร้างความแตกต่างของแรงดันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทําไมจึงใช้ในรูปแบบหลายจังหวะที่แต่ละจังหวะสามารถสร้างขึ้นจากการเพิ่มแรงดันที่เกิดจากการบีบอัดของจังหวะก่อนหน้า
ข้อดีของปั๊ม Roots แบบหลายจังหวะ
- ขนาดกะทัดรัด
- มอเตอร์ที่ควบคุมความถี่
- ทนทานและมีช่วงการซ่อมบํารุงที่ยาวนาน
- ระดับเสียงรบกวนต่ํากว่าการสนทนาของมนุษย์
- ไม่มีการสัมผัสระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ (ดังนั้นจึงไม่มีการสึกหรอ)
- การปั๊มที่สะอาด - ไม่มีการปนเปื้อนอนุภาคและไม่มีน้ํามัน
- อุปกรณ์ที่ปิดผนึกแน่นสนิท
- เฟสเดียว
ข้อเสียของปั๊ม Roots หลายจังหวะ
- ต้นทุนการซ่อมบํารุงที่ค่อนข้างสูง
- เมื่อปั๊มใกล้กับความดันบรรยากาศ ปั๊มเหล่านี้จะแสดงประสิทธิภาพการปั๊มต่ํากว่าปั๊มประเภทอื่นๆ
- ไม่เหมาะสําหรับการปั๊มของเหลว
