ปั๊มใบพัดโรตารี่ทํางานอย่างไร
หลักการทํางานของปั๊มโรตารี่ซีลน้ํามัน
โดยทั่วไปแล้ว ปั๊มสุญญากาศแบบแทนที่จะเป็นปั๊มสุญญากาศที่ก๊าซที่จะปั๊มจะถูกดูดเข้ามาด้วยความช่วยเหลือของลูกสูบ โรเตอร์ ใบพัด และวาล์ว หรือที่คล้ายกัน ซึ่งอาจถูกบีบอัดแล้วปล่อยออกมา กระบวนการปั๊มได้รับผลกระทบจากการหมุนของลูกสูบภายในปั๊ม ควรแยกความแตกต่างระหว่างปั๊มบีบอัดแบบแทนที่ด้วยน้ํามันและแบบแห้ง ด้วยการใช้น้ํามันซีล จึงสามารถบรรลุอัตราส่วนการบีบอัดที่สูงในขั้นตอนเดียวได้ถึงประมาณ 105 หากไม่มีน้ํามัน "การรั่วภายใน" จะมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและอัตราส่วนการบีบอัดที่บรรลุได้จะน้อยลงอย่างสอดคล้องกันประมาณ 10
ตามที่แสดงในตารางการจําแนกประเภท 2.1 ปั๊มแทนที่แบบซีลน้ํามันประกอบด้วยปั๊มกังหันโรตารี่และปั๊มลูกสูบโรตารี่ที่มีการออกแบบแบบจังหวะเดียวและสองจังหวะ รวมถึงปั๊ม trochoid จังหวะเดียวซึ่งในปัจจุบันเป็นที่สนใจในอดีตเท่านั้น ปั๊มดังกล่าวทั้งหมดมาพร้อมกับอุปกรณ์บัลลาสต์ก๊าซซึ่ง Gaede ได้อธิบายไว้อย่างละเอียดเป็นครั้งแรกในปี 1935 ภายในขีดจํากัดทางวิศวกรรมที่ระบุ อุปกรณ์บัลลาสต์ก๊าซช่วยให้สามารถปั๊มไอระเหย (โดยเฉพาะไอน้ํา) โดยไม่ต้องควบแน่นไอระเหยในปั๊ม
ตาราง 2.1 การจําแนกประเภทปั๊มสุญญากาศ
ปั๊มใบพัดโรตารี่ (TRIVAC B, TRIVAC E, SOGEVAC)
ปั๊มใบพัดโรตารี่ (ดูรูปที่ 2.6) ประกอบด้วยตัวเรือนทรงกระบอก (วงแหวนปั๊ม) (1) ซึ่งโรเตอร์แบบมีร่องและแขวนแบบเยื้องศูนย์ (2) หมุนในทิศทางลูกศร โรเตอร์มีใบพัด (16) ที่ถูกบังคับออกโดยแรงเหวี่ยงจากศูนย์กลาง แต่ยังมีสปริงเพื่อให้ใบพัดเลื่อนภายในตัวเรือน ก๊าซที่เข้าสู่ทางเข้า (4) จะถูกผลักด้วยใบพัด และในที่สุดจะถูกปล่อยออกจากปั๊มโดยวาล์วระบายไอเสียซีลน้ํามัน (12)
รูปภาพ 2.6 ส่วนตัดขวางของปั๊มใบพัดโรตารี่จังหวะเดียว (TRIVAC B)
- ช่องทางเข้า
- ตัวดักฝุ่น
- วาล์วป้องกันการดูดกลับ
- ท่อระบายอากาศ
- แบบใบพัด
- ห้องปั๊ม
- โรเตอร์
- ช่องเปิด, การเชื่อมต่อสําหรับบัลลาสต์ก๊าซเฉื่อย
- ท่อระบายอากาศ
- การระบายอากาศ
- สปริง
- เครื่องดูดฝุ่น
- ช่องเปิด; จุดเชื่อมต่อสําหรับตัวกรองน้ํามัน
กลุ่มผลิตภัณฑ์ TRIVAC B (รูปที่ 2.6) มีใบพัดสองใบที่ออฟเซ็ต 180° ใบพัดจะถูกบังคับออกจากแรงเหวี่ยงโดยไม่ต้องใช้สปริง ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ํา อาจจําเป็นต้องใช้น้ํามันที่บางลง ปั๊มมีปั๊มน้ํามันเกียร์สําหรับการหล่อลื่นแรงดัน TRIVAC ซีรี่ส์ B มาพร้อมกับวาล์วป้องกันการดูดกลับที่เชื่อถือได้เป็นพิเศษ การจัดเรียงแนวนอนหรือแนวตั้งสําหรับช่องทางเข้าและทางออก ช่องมองระดับน้ํามันและหัวขับก๊าซบัลลาสต์ทั้งหมดอยู่ที่ด้านเดียวกันของกล่องน้ํามัน (การออกแบบที่ใช้งานง่าย) เมื่อใช้ร่วมกับระบบ TRIVAC BCS อาจติดตั้งอุปกรณ์เสริมที่ครอบคลุมมาก ซึ่งออกแบบมาสําหรับการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์เป็นหลัก ถังน้ํามันของปั๊มใบพัดโรตารี่และถังน้ํามันของปั๊มแทนที่แบบซีลน้ํามันอื่นๆ มีจุดประสงค์เพื่อหล่อลื่นและซีล รวมถึงเพื่อเติมช่องว่างและช่องว่าง โดยจะขจัดความร้อนจากการบีบอัดก๊าซ เช่น เพื่อวัตถุประสงค์ในการทําความเย็น น้ํามันจะทําหน้าที่เป็นซีลระหว่างโรเตอร์และแหวนปั๊ม ชิ้นส่วนเหล่านี้ "เกือบ" สัมผัสกันตามแนวตรง (เส้นปลอกสูบ) เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวหน้าสัมผัสซีลน้ํามัน จึงมีการรวมช่องที่เรียกว่าช่องซีลเข้ากับวงแหวนปั๊ม (ดูรูปที่ 2.4) ซึ่งให้การปิดผนึกที่ดีขึ้นและช่วยให้อัตราส่วนการบีบอัดสูงขึ้นหรือแรงดันสูงสุดต่ําลง
ชมวิดีโอด้านล่างเพื่อดูภาพเคลื่อนไหวการปั๊มของปั๊มใบพัดโรตารี่ TRIVAC B ในการทํางาน
Leybold TRIVAC B - Function principles
ช่วงแรงดันของปั๊มใบพัดโรตารี่
Leybold ผลิตปั๊มใบพัดโรตารี่หลากหลายรุ่นที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกันโดยเฉพาะ เช่น ความดันขาเข้าสูง ความดันสุดท้ายต่ํา หรือการใช้งานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ สรุปคุณสมบัติที่สําคัญกว่าของช่วงเหล่านี้ได้แสดงไว้ในตาราง 2.2 ปั๊มใบพัดโรตารี่ TRIVAC ผลิตเป็นปั๊มสองจังหวะ (TRIVAC D) (ดูรูปที่ 2.7) ด้วยปั๊มซีลน้ํามันสองจังหวะ จึงสามารถบรรลุแรงดันในการทํางานและแรงดันสูงสุดที่ต่ํากว่าเมื่อเทียบกับปั๊มจังหวะเดียวที่สอดคล้องกัน เหตุผลคือ ในกรณีของปั๊มจังหวะเดียว น้ํามันจะสัมผัสกับบรรยากาศภายนอกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งเป็นสถานที่ที่ก๊าซจะถูกดูดออกมาซึ่งจะไหลออกมาบางส่วนไปยังด้านสุญญากาศ ซึ่งจะจํากัดแรงดันสูงสุดที่บรรลุได้ ในปั๊มบูสเตอร์ซีลน้ํามันสองจังหวะที่ผลิตโดย Leybold น้ํามันที่ไล่ก๊าซแล้วจะถูกจ่ายไปยังจังหวะที่ด้านสุญญากาศ (จังหวะที่ 1 ในรูปที่ 2.7): แรงดันสูงสุดเกือบอยู่ในช่วงสุญญากาศสูง แรงดันการทํางานต่ําสุดอยู่ในช่วงระหว่างสุญญากาศปานกลาง / สุญญากาศสูง หมายเหตุ: การปฏิบัติงานที่เรียกว่าขั้นตอนสุญญากาศสูง (ขั้นตอนที่ 1) ที่มีน้ํามันน้อยมากหรือไม่มีน้ํามันเลย จะทําให้เกิดความยากลําบากอย่างมากในทางปฏิบัติ แม้จะมีแรงดันขั้นสุดท้ายต่ํามากก็ตาม และจะส่งผลกระทบต่อการทํางานของปั๊มอย่างมาก
รูปภาพ 2.4 การจัดวางช่องซีลในปั๊มใบพัดโรตารี่ หรือที่เรียกว่า "ซีลคู่ ระยะห่างขั้นต่ําคงที่ a สําหรับช่องซีลทั้งหมด b
รูปภาพ 2.7 ภาพตัดขวางของปั๊มใบพัดโรตารี่สองจังหวะ แผนผัง
I ระดับสุญญากาศสูง
II ระยะสุญญากาศขั้นต้นที่สอง
a - การหยุดวาล์ว
b - สปริงใบของวาล์ว
ตาราง 2.2 ช่วงของปั๊มสุญญากาศแบบโรตารี่
ปั๊มลูกสูบโรตารี่ (ปั๊ม E)
ภาพประกอบ: 2.9 เป็นภาพตัดขวางของปั๊มลูกสูบโรตารี่ชนิดบล็อกเดี่ยว ในที่นี้ ลูกสูบ (2) ที่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับตัวเยื้องศูนย์ (3) ที่หมุนในทิศทางลูกศรจะเคลื่อนที่ไปตามผนังห้องอบ ก๊าซที่จะปั๊มจะไหลเข้าสู่ปั๊มผ่านช่องทางเข้า (11) ผ่านช่องทางเข้าของวาล์วเลื่อน (12) เข้าสู่ห้องปั๊ม (14) วาล์วเลื่อนจะสร้างหน่วยที่มีลูกสูบและเลื่อนไปมาระหว่างตัวนําวาล์วแบบหมุนได้ในตัวเรือน (บานพับบาร์ 13) ก๊าซที่ถูกดึงเข้าสู่ปั๊มจะเข้าสู่ห้องอัด (4) ในขณะที่หมุน ลูกสูบจะบีบอัดก๊าซปริมาณนี้จนกระทั่งถูกปล่อยออกมาผ่านวาล์วซีลน้ํามัน (5) เช่นเดียวกับปั๊มใบพัดโรตารี่ ถังเก็บน้ํามันจะใช้สําหรับการหล่อลื่น การปิดผนึก การเติมช่องว่างและการระบายความร้อน เนื่องจากห้องปั๊มถูกแบ่งออกเป็นสองช่องโดยลูกสูบ แต่ละรอบจึงเสร็จสิ้นรอบการทํางาน (ดูรูปที่ 2.10) ปั๊มลูกสูบโรตารี่ผลิตเป็นปั๊มจังหวะเดียวและสองจังหวะ ในกระบวนการสุญญากาศจํานวนมาก การผสมผสานปั๊ม Roots กับปั๊มลูกสูบโรตารี่จังหวะเดียวอาจมีข้อดีมากกว่าปั๊มลูกสูบโรตารี่จังหวะสองจังหวะเพียงอย่างเดียว หากการผสมผสานหรือปั๊มสองจังหวะดังกล่าวไม่เพียงพอ แนะนําให้ใช้ปั๊ม Roots ร่วมกับปั๊มสองจังหวะ ข้อนี้ไม่ใช้กับการผสมผสานที่เกี่ยวข้องกับปั๊มใบพัดโรตารี่และปั๊มโรตารี่
รูปภาพ 2.9 ภาพตัดขวางของปั๊มลูกสูบโรตารี่จังหวะเดียว
- ตัวเรือน
- ลูกสูบกระบอกสูบ
- เยื้องศูนย์
- คอมเพรสเซอร์
- วาล์วแรงดันซีลน้ํามัน
- ช่องมองระดับน้ํามัน
- ช่องบัลลาสต์ก๊าซ
- ท่อระบายอากาศ
- วาล์วปรับแรงดันก๊าซ
- ตัวดักฝุ่น
- ช่องทางเข้า
- วาล์วเลื่อน
- แกนบานพับ
- ห้องปั๊ม (อากาศไหลเข้า)
รูปภาพ 2.10 รอบการทํางานของปั๊มลูกสูบโรตารี่
- จุดตายตัวบน
- ช่องในช่องดูดของวาล์วเลื่อนว่าง - เริ่มระยะเวลาดูด
- จุดตายตัวด้านล่าง - ช่องในช่องดูดค่อนข้างว่าง และก๊าซที่ปั๊มเข้ามา (ลูกศร) จะเข้าสู่ห้องปั๊มอย่างอิสระ (แสดงเป็นเงา)
- ช่องในช่องดูดจะถูกปิดอีกครั้งโดยแกนบานพับที่หมุนได้ - สิ้นสุดระยะเวลาการดูด
- จุดตายตัวบน - ระยะห่างสูงสุดระหว่างลูกสูบหมุนและสเตเตอร์
- ไม่นานก่อนเริ่มระยะการบีบอัด พื้นผิวด้านหน้าของลูกสูบแบบหมุนจะปล่อยช่องเปิดบัลลาสต์ก๊าซ - เริ่มทางเข้าบัลลาสต์ก๊าซ
- ช่องเปิดบัลลาสต์ก๊าซค่อนข้างว่าง
- ปลายทางเข้าของก๊าซบัลลาสต์
- สิ้นสุดระยะเวลาการปั๊มนม
กําลังมอเตอร์ของปั๊มใบพัดโรตารี่และปั๊มลูกสูบโรตารี่
มอเตอร์ที่มาพร้อมกับใบพัดโรตารี่และปั๊มลูกสูบโรตารี่จะให้พลังงานเพียงพอที่อุณหภูมิแวดล้อม 53.6°F (12°C) และเมื่อใช้น้ํามันพิเศษของเราเพื่อให้ครอบคลุมความต้องการพลังงานสูงสุด (ที่ประมาณ 400 mbar) ภายในช่วงการทํางานจริงของปั๊ม ระบบขับเคลื่อนของปั๊มที่อุ่นเครื่องจําเป็นต้องจ่ายพลังงานมอเตอร์ที่ติดตั้งไว้ประมาณหนึ่งในสามเท่านั้น (ดูรูปที่ 2.11).
รูปภาพ 2.11 กําลังมอเตอร์ของปั๊มลูกสูบโรตารี่ (ความเร็วในการปั๊ม 60 m3/h) เป็นฟังก์ชันของแรงดันขาเข้าและอุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้งสําหรับปั๊มบัลลาสต์ก๊าซขนาดอื่นๆ จะคล้ายคลึงกัน
- อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 1 - 89°F (32°C)
- อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 2 - 104°F (40°C)
- อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 3 - 140°F (60°C)
- อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 4 - 194°F (90°C)
- กราฟทางทฤษฎีสําหรับการบีบอัดแบบอะเดียแบติก
- กราฟทางทฤษฎีสําหรับการบีบอัดแบบอุณหภูมิคงที่
พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
ดาวน์โหลด eBook "พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ" เพื่อค้นพบข้อมูลสําคัญและกระบวนการของปั๊มสุญญากาศ
การอ้างอิง
- สัญลักษณ์สุญญากาศ
- คําจํากัดความ
- ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
สัญลักษณ์สุญญากาศ
สัญลักษณ์สุญญากาศ
อภิธานศัพท์ของสัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปในแผนผังเทคโนโลยีสุญญากาศเพื่อแสดงภาพประเภทปั๊มและชิ้นส่วนต่างๆ ในระบบปั๊ม
คําจํากัดความ
คําจํากัดความ
ภาพรวมของหน่วยวัดที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศและสัญลักษณ์ที่หมายถึงอะไร รวมถึงหน่วยวัดสมัยใหม่ที่เทียบเท่ากับหน่วยวัดในอดีต
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิง แหล่งข้อมูล และการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
สัญลักษณ์สุญญากาศ
อภิธานศัพท์ของสัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปในแผนผังเทคโนโลยีสุญญากาศเพื่อแสดงภาพประเภทปั๊มและชิ้นส่วนต่างๆ ในระบบปั๊ม
คําจํากัดความ
ภาพรวมของหน่วยวัดที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศและสัญลักษณ์ที่หมายถึงอะไร รวมถึงหน่วยวัดสมัยใหม่ที่เทียบเท่ากับหน่วยวัดในอดีต
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิง แหล่งข้อมูล และการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
