วิธีเลือกปั๊มสํารองตามความเร็วในการปั๊ม

แชร์ผ่าน

ปริมาณก๊าซหรือไอระเหยที่ลําเลียงผ่านปั๊มสุญญากาศระดับสูงจะต้องจัดการด้วยปั๊มสํารองด้วย นอกจากนี้ ในการทํางานของปั๊มสุญญากาศสูง ( ปั๊มแพร่กระจาย, ปั๊มเทอร์โบโมเลกุล ) ต้องไม่เกินแรงดันป้อนกลับสูงสุดที่อนุญาต แม้จะเป็นระยะเวลาสั้นๆ ก็ตาม หาก Q คือปริมาณที่มีประสิทธิภาพของก๊าซหรือไอระเหยที่ปั๊มสุญญากาศสูงปั๊มด้วยความเร็วปั๊มที่มีประสิทธิภาพ S _eff ที่แรงดันขาเข้า p_A แน่นอนว่าปริมาณก๊าซนี้จะต้องถูกลําเลียงโดยปั๊มสํารองที่ความเร็วปั๊ม S_Vที่แรงดันสํารอง pV สําหรับปริมาณงานที่มีประสิทธิภาพ Q สมการความต่อเนื่องจะใช้:

(2.41)

ความเร็วในการปั๊มที่ต้องการของปั๊มสํารองคํานวณจาก:

(2.41a)

ตัวอย่างวิธีการคํานวณความเร็วในการปั๊ม

ในกรณีของปั๊มแพร่กระจายที่มีความเร็วในการปั๊ม 400 ลิตร/วินาที ความเร็วในการปั๊มที่มีประสิทธิภาพคือ 50% ของค่าที่ระบุในแคตตาล็อกเมื่อใช้แผ่นกั้นแบบเปลือกหุ้ม ประจุไฟฟ้า แรงดันป้อนกลับที่อนุญาตคือ 2 · 10 ^-1 mbar ความเร็วในการปั๊มขั้นต่ําที่จําเป็นสําหรับปั๊มสํารองจะขึ้นอยู่กับแรงดันขาเข้า p_A ตามสมการ 2.41a

ที่แรงดันขาเข้า p_A = 1 · 10 ^-2 mbar ความเร็วในการปั๊มสําหรับปั๊มสุญญากาศระดับสูงตามที่ระบุในแคตตาล็อกจะอยู่ที่ประมาณ 100 l/s ตามด้วย 50% ของค่านี้คือ 50 l/s ดังนั้นความเร็วในการปั๊มของปั๊มสุญญากาศเบื้องต้นจะต้องมีค่าอย่างน้อย

ที่ความดันขาเข้า p_A = 1 · 10 ^-3 mbar ปั๊มได้ถึงความเร็วปั๊มที่กําหนดแล้วที่ 400 ลิตร/วินาที ปัจจุบันความเร็วปั๊มที่มีประสิทธิภาพคือ S _eff = 200 ลิตร/วินาที ดังนั้นความเร็วปั๊มที่ต้องการสําหรับปั๊มสํารองจึงเท่ากับ

วิธีเลือกปั๊มสุญญากาศแบบป้อนกลับตามช่วงแรงดัน

หากต้องการใช้ปั๊มสุญญากาศสูงในการปั๊มไอระเหยระหว่าง 10 ^-3 และ 10 ^-2 mbar จะต้องใช้ปั๊มสํารองที่มีความเร็วในการปั๊มที่กําหนดไว้ที่ 12 m³ /h ซึ่งในทุกกรณีจะต้องมีความเร็วในการปั๊มที่ 9 m³ /h ที่แรงดัน 2 · 10 ^-1 mbar หากไม่ต้องการปั๊มไอระเหย ปั๊มใบพัดโรตารี่จังหวะเดียวที่ทํางานโดยไม่มีก๊าซบัลลาสต์จะทํางานได้ในกรณีส่วนใหญ่ หากต้องการปั๊มส่วนประกอบของไอระเหย (แม้เพียงเล็กน้อย) ก็ควรใช้ปั๊มบัลลาสต์ก๊าซสองจังหวะเป็นปั๊มสํารอง ซึ่งมีความเร็วในการปั๊มที่ต้องการที่ 2 · 10 ^-1 mbar รวมทั้งมีบัลลาสต์ก๊าซ

หากใช้ปั๊มสุญญากาศสูงที่แรงดันขาเข้าต่ํากว่า 10 ^-3 mbar เท่านั้น ปั๊มสํารองขนาดเล็กกว่าจะทําได้ ในกรณีที่กล่าวถึงนี้จะเป็นปั๊มที่มีความเร็วในการปั๊ม 6 m³ /h หากแรงดันขาเข้าต่อเนื่องต่ํากว่า 10 ^-4 mbar ตัวอย่างเช่น ความเร็วในการปั๊มที่จําเป็นสําหรับปั๊มสํารองสามารถคํานวณได้จากสมการ 2.41a ดังนี้:

ในทางทฤษฎี ในกรณีนี้ สามารถใช้ปั๊มสํารองขนาดเล็กที่มีความเร็วในการปั๊มประมาณ 1 m³ /h ได้ แต่ในทางปฏิบัติ ควรติดตั้งปั๊มสํารองขนาดใหญ่ขึ้น เนื่องจากโดยเฉพาะเมื่อเริ่มระบบสุญญากาศ ก๊าซปริมาณมากอาจเกิดขึ้นเป็นระยะเวลาสั้นๆ การทํางานของปั๊มสุญญากาศสูงจะเป็นอันตรายหากปั๊มสํารองไม่สามารถปั๊มก๊าซออกได้ทันที หากทํางานอย่างถาวรที่แรงดันขาเข้าต่ํามาก ขอแนะนําให้ติดตั้งบัลลาสต์ (ภาชนะสายรองหรือภาชนะกระชาก) ระหว่างปั๊มสุญญากาศสูงและปั๊มรอง จากนั้นควรใช้งานปั๊มสํารองเป็นเวลาสั้นๆ เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ต้องไม่เกินแรงดันป้อนกลับสูงสุดที่อนุญาต

ขนาดของปริมาตรบัลลาสต์ขึ้นอยู่กับปริมาณรวมของก๊าซที่จะปั๊มต่อหน่วยเวลา หากอัตรานี้ต่ํามาก กฎทั่วไปจะบ่งชี้ว่าปริมาตรบัลลาสต์ 0.5 ลิตรจะให้เวลาในการปั๊ม 1 นาทีโดยที่ปั๊มสํารองถูกแยกออกจากกัน

ในการค้นหาขนาดปั๊มสํารองที่เหมาะสมที่สุด อาจใช้วิธีการกราฟิกในหลายกรณี ในกรณีนี้ จุดเริ่มต้นคือคุณลักษณะความเร็วในการปั๊มของปั๊มตามสมการ 2.41

คุณลักษณะความเร็วในการปั๊มของปั๊มได้รับมาจากคุณลักษณะความเร็วในการปั๊มที่วัดได้ (อัตราการไหลของปริมาตร) ของปั๊มอย่างง่ายดาย ดังที่แสดงไว้สําหรับปั๊มกระจาย 6000 ลิตร/วินาที (ดูกราฟ S ในรูปที่ 2.76) เพื่อให้ได้ลักษณะเฉพาะของปริมาณงาน (เส้นโค้ง Q ในรูปที่ 2.76) ต้องคูณค่าพิกัดแต่ละค่าของ S ด้วยค่า pA ที่สอดคล้องกันและพล็อตเทียบกับค่านี้ หากสมมติว่าความดันขาเข้าของปั๊มแพร่กระจายไม่เกิน 10 ^-2 mbar ปริมาณงานสูงสุดจะเท่ากับ 9.5 mbar · l/s

ภาพที่ 2.76 แผนภาพสําหรับการกําหนดปั๊มรองที่เหมาะสมในรูปแบบกราฟิก

ก) ลักษณะความเร็วในการปั๊มของปั๊มกระจาย 6000 ลิตร/วินาที
b) ชุดของเส้นโค้งอัตราการไหลสําหรับปั๊มลูกสูบโรตารี่สองจังหวะ (V.B. = แรงดันสุญญากาศขั้นต้นวิกฤต)

ดังนั้น ขนาดของปั๊มสํารองต้องมีขนาดที่ปั๊มสามารถจัดการปริมาณงานนี้ได้ที่แรงดันขาเข้า (ของปั๊มสํารอง) ที่เท่ากับหรือต่ํากว่าแรงดันสํารองสูงสุดที่อนุญาตของปั๊มแพร่กระจาย กล่าวคือ 4 · 10 ^-1 mbar สําหรับปั๊มแพร่กระจาย 6000 l/s

หลังจากคํานวณลักษณะความเร็วในการปั๊มของปั๊มลูกสูบโรตารี่สองจังหวะที่มีจําหน่ายทั่วไปแล้ว ลักษณะอัตราการไหลของปั๊มแต่ละตัวจะถูกคํานวณในลักษณะที่คล้ายคลึงกับที่ใช้เพื่อหากราฟ Q สําหรับปั๊มกระจายในรูปที่ 2.76 a. ผลลัพธ์คือกลุ่มของเส้นโค้ง Q ที่มีหมายเลข 1 - 4 ในรูปที่ 2.76 b โดยพิจารณาปั๊มลูกสูบโรตารี่สองจังหวะ 4 ตัว ซึ่งมีความเร็วที่กําหนดอยู่ที่ 200, 100, 50 และ 25 m³ /h ตามลําดับ แรงดันป้อนกลับวิกฤตของปั๊มแพร่กระจาย 6000 ลิตร/วินาทีจะทําเครื่องหมายเป็น V.B. (p = 4 · 10 ^-1 mbar) ขณะนี้ปริมาณงานสูงสุด Q = 9.5 mbar · l/s จะแสดงเป็นเส้นแนวนอน a เส้นนี้ตัดกับกราฟปริมาณงานทั้งสี่เส้น จากขวาไปซ้าย จุดตัดแรกที่สอดคล้องกับความดันขาเข้าต่ํากว่าความดันป้อนกลับวิกฤติที่ 4 · 10 ^-1 mbar จะมีลักษณะการไหล 2 ซึ่งสอดคล้องกับปั๊มลูกสูบโรตารี่สองจังหวะที่มีความเร็วในการปั๊มที่กําหนดที่ 100 m³ /h ดังนั้นปั๊มนี้จึงเป็นปั๊มสํารองที่ถูกต้องสําหรับปั๊มแพร่กระจาย 6000 l/s ภายใต้สมมติฐานก่อนหน้า

อย่างไรก็ตาม หากกระบวนการปั๊มมีปริมาณงานสูงสุด 9.5 mbar · l/ s ไม่น่าจะเป็นไปได้ แน่นอนว่าสามารถใช้ปั๊มสํารองขนาดเล็กได้ ซึ่งเป็นการอธิบายด้วยตัวเอง ตัวอย่างเช่น จากบรรทัด b ในรูปที่ 2.76 b ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณงานสูงสุดเพียง 2 mbar l/ s ในกรณีนี้ปั๊มลูกสูบโรตารี่สองจังหวะขนาด 25 m3/h ก็เพียงพอแล้ว

Blog & Wiki Choosing a pump Vacuum Generation Vacuum Fundamentals