ปั๊มสุญญากาศแบบใดที่ทํางานสําหรับการปั๊มก๊าซแห้ง

แชร์ผ่าน

สําหรับกระบวนการแบบแห้งที่ต้องการปั๊มส่วนผสมก๊าซที่ไม่ควบแน่น (เช่น อากาศ) ปั๊มที่จะใช้จะมีลักษณะเฉพาะอย่างชัดเจนตามแรงดันการทํางานที่ต้องการและปริมาณก๊าซที่จะปั๊มออก ส่วนนี้จะพิจารณาถึงการเลือกแรงดันการทํางานที่จําเป็น การเลือกปั๊มที่ต้องการจะกล่าวถึงในหน้า การเลือกขนาดปั๊ม
ปั๊มแต่ละตัวมีช่วงการทํางานเฉพาะที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงมีการอธิบายถึงปั๊มที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการใช้งานในแต่ละภูมิภาคแรงดันดังต่อไปนี้ สําหรับกระบวนการสุญญากาศแบบแห้งทุกครั้ง ภาชนะต้องถูกไล่อากาศออกก่อน เป็นไปได้มากที่ปั๊มที่ใช้สําหรับสิ่งนี้อาจแตกต่างจากปั๊มที่เหมาะสมที่สุดสําหรับกระบวนการที่ดําเนินการที่แรงดันการทํางานที่กําหนด ในทุกกรณี การเลือกควรพิจารณาโดยเฉพาะสําหรับภูมิภาคแรงดันที่กระบวนการทํางานเกิดขึ้นเป็นหลัก

สุญญากาศแบบหยาบ (1013 - 1 mbar)

พื้นที่ทํางานปกติของปั๊มโรตารี่อยู่ต่ํากว่า 80 mbar ที่แรงดันที่สูงขึ้น ปั๊มเหล่านี้จะใช้พลังงานสูงมาก (ดูรูปที่ 2.11) และการสิ้นเปลืองน้ํามันสูง ดังนั้น หากต้องปั๊มก๊าซที่สูงกว่า 80 mbar เป็นเวลานาน ควรใช้ปั๊มเจ็ท ปั๊มวงแหวนน้ํา หรือปั๊มแบบหลายใบพัดที่ทํางานแบบแห้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่มีเหตุผลทางเศรษฐกิจ ปั๊มใบพัดโรตารี่และปั๊มลูกสูบโรตารี่เหมาะอย่างยิ่งสําหรับการปั๊มภาชนะจากแรงดันบรรยากาศจนถึงแรงดันต่ํากว่า 80 mbar เพื่อให้สามารถทํางานได้อย่างต่อเนื่องที่แรงดันต่ํา หากก๊าซปริมาณมากเกิดขึ้นที่แรงดันขาเข้าต่ํากว่า 40 mbar ขอแนะนําให้เชื่อมต่อปั๊ม Roots แบบอนุกรม จากนั้น สําหรับความเร็วปั๊มสํารองที่จําเป็นสําหรับกระบวนการที่เกี่ยวข้อง สามารถใช้ปั๊มใบพัดโรตารี่หรือปั๊มลูกสูบที่มีขนาดเล็กกว่ามากได้

Fig . 2.11 Motor power of a rotary plunger pump (pumping speed 60 m3/h) as a function of intake pressure and operating temperature. The curves for gas ballast pumps of other sizes are similar.

ภาพที่ 2.11 กําลังมอเตอร์ของปั๊มลูกสูบโรตารี่ (ความเร็วในการปั๊ม 60 m3/h) เป็นฟังก์ชันของแรงดันขาเข้าและอุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้งสําหรับปั๊มบัลลาสต์ก๊าซขนาดอื่นๆ จะคล้ายคลึงกัน

1 อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 1 - 89°F (32°C)
2 อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 2 - 104°F (40°C)
3 อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 3 - 140°F (60°C)
4 อุณหภูมิในการทํางาน เส้นโค้ง 4 - 194°F (90°C)
5 กราฟทางทฤษฎีสําหรับการบีบอัดแบบอะเดียแบติก
6 กราฟทางทฤษฎีสําหรับการบีบอัดแบบอุณหภูมิคงที่

สุญญากาศปานกลาง (1 - 10-3 mbar)

หากต้องการปล่อยภาชนะสุญญากาศให้มีแรงดันในพื้นที่สุญญากาศปานกลางเท่านั้น บางทีอาจถึงแรงดันรองที่จําเป็นสําหรับปั๊มกระจายหรือปั๊มสปัตเตอร์ไอออน ปั๊มโรตารี่จังหวะเดียวและสองจังหวะก็เพียงพอสําหรับแรงดันที่ต่ําถึง 10 ^-1 และ 10 ^-3 mbar ตามลําดับ โดยพื้นฐานแล้ว การเลือกปั๊มประเภทที่เหมาะสมจะทําได้ยากขึ้นหากเกี่ยวข้องกับกระบวนการสุญญากาศปานกลางซึ่งก๊าซหรือไอระเหยจะปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องและต้องปั๊มออกไป คําแนะนําที่สําคัญอาจให้ไว้ที่จุดนี้ ใกล้เคียงกับความดันขั้นสุดท้ายที่บรรลุได้ ความเร็วในการปั๊มของปั๊มโรตารี่ทั้งหมดจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ขีดจํากัดต่ําสุดสําหรับพื้นที่แรงดันการทํางานปกติของปั๊มเหล่านี้ควรอยู่ที่ระดับที่ความเร็วในการปั๊มยังคงอยู่ที่ประมาณ 50% ของความเร็วในการปั๊มที่กําหนด

ระหว่าง 1 ถึง 10 ^-2 mbar ที่จุดเริ่มต้นของก๊าซปริมาณมาก ปั๊ม Roots ที่มีปั๊มโรตารี่เป็นปั๊มสํารองจะมีคุณสมบัติการปั๊มที่ดีที่สุด สําหรับช่วงแรงดันนี้ ปั๊มโรตารี่จังหวะเดียวก็เพียงพอแล้ว หากพื้นที่ทํางานหลักอยู่สูงกว่า 10 ^-1 mbar หากค่าอยู่ระหว่าง 10 ^-1 และ 10 ^-2 mbar แนะนําให้ใช้ปั๊มสํารองสองจังหวะ ต่ํากว่า 10-2 mbar ความเร็วในการปั๊มของปั๊ม Roots จังหวะเดียวร่วมกับปั๊มโรตารี่สองจังหวะจะลดลงเมื่อปั๊มสํารอง อย่างไรก็ตาม ระหว่าง 10 ^-2 และ 10 ^-4 mbar ปั๊ม Roots สองจังหวะ (หรือปั๊ม Roots สองจังหวะต่อเนื่องกัน) ที่มีปั๊มโรตารี่สองจังหวะเป็นปั๊มสํารองยังคงมีความเร็วในการปั๊มสูงมาก ในทางกลับกัน บริเวณแรงดันนี้เป็นบริเวณการทํางานปกติสําหรับปั๊มฉีดไอน้ํา สําหรับการทํางานในภูมิภาคแรงดันนี้ ปั๊มรุ่นนี้เป็นปั๊มที่ประหยัดที่สุดที่จะซื้อ ในฐานะปั๊มสํารอง ปั๊มสูบจังหวะเดี่ยวแบบโรตารี่ปริมาตรเข้าแทนที่แน่นอนเหมาะสม หากการบํารุงรักษาน้อยมากและการทํางานที่ไม่มีวาล์วนั้นสะดวก (เช่น ภาชนะขนาดเล็กในรอบการทํางานสั้นๆ จะต้องปั๊มจนถึงประมาณ 10-4 mbar หรือภาชนะขนาดใหญ่จะต้องคงแรงดันนี้ไว้โดยไม่ต้องมีผู้ดูแลเป็นเวลาหลายสัปดาห์) ปั๊ม Roots สองจังหวะที่มีปั๊มโรตารี่สองจังหวะที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้เป็นการผสมผสานที่เหมาะสม แม้ว่าการผสมผสานดังกล่าวจะไม่ประหยัดเท่ากับปั๊มไอน้ําที่เกี่ยวข้อง แต่ก็สามารถทํางานได้นานขึ้นโดยไม่ต้องบํารุงรักษา

สุญญากาศสูง (10-3 ถึง 10-7 mbar)

ปั๊มกระจาย ปั๊มสปัตเตอร์ไอออน และปั๊มเทอร์โบโมเลกุลมักทํางานในช่วงแรงดันต่ํากว่า 10-3 mbar หากพื้นที่ทํางานแตกต่างกันในระหว่างกระบวนการ จะต้องติดตั้งระบบปั๊มที่แตกต่างกันเข้ากับภาชนะ นอกจากนี้ยังมีปั๊มแบบแพร่กระจายพิเศษที่ผสมผสานคุณสมบัติทั่วไปของปั๊มแบบแพร่กระจาย (ความดันขั้นสุดท้ายต่ํา ความเร็วในการปั๊มสูงในพื้นที่สุญญากาศสูง) กับคุณสมบัติที่โดดเด่นของปั๊มไอระเหย (ปริมาณงานสูงในพื้นที่สุญญากาศปานกลาง แรงดันรองที่สําคัญสูง) หากพื้นที่ทํางานอยู่ระหว่าง 10-2 ถึง 10-6 mbar โดยทั่วไปแล้ว แนะนําให้ใช้ปั๊มแพร่กระจายเหล่านี้เป็นพิเศษ

สุญญากาศสูงพิเศษ (< 10-7 mbar)

สําหรับการผลิตแรงดันในภูมิภาคสุญญากาศสูงพิเศษ จะใช้ปั๊มสปัตเตอร์ไอออน และปั๊มระเหิด รวมถึงปั๊มเทอร์โบโมเลกุลและปั๊มแช่เย็น ร่วมกับปั๊มรองที่เหมาะสม ปั๊มที่เหมาะสมที่สุดสําหรับกระบวนการ UHV เฉพาะขึ้นอยู่กับสภาวะต่างๆ (สําหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูหน้า เกี่ยวกับสุญญากาศไร้น้ํามัน)

Blog & Wiki Pumping processes Vacuum Generation Vacuum Fundamentals