Pistonlu pompalarınız neden yayınlanan pompalama performansına ulaşmıyor? 1 Şubat 2021
8 MIN READ
Tesisinizde bir döner pistonlu pompa kullanıyorsanız, pompa yeni ve yağ temiz olduğunda yalnızca yayınlanan spesifikasyon kadar hızlı pompaladığını fark edeceksiniz. Bu durum, metalürji fırını, buhar biriktirme sistemi, uzay simülasyon odası veya kurutma uygulaması için kullanılıyor olması fark etmez. Birkaç kullanımdan sonra performans kaymaya başlar. Zamanla bu durum daha da kötüleşir. Peki bu neden oluyor ve bunu düzeltmek için ne yapabilirsiniz?
Pistonlu pompanızdaki suyun etkisi
Pompa performansının nemli günlerde neden daha da kötü olduğunu hiç merak ettiniz mi? Bunun nedeni pompada yoğuşan sudur. Aşırı karıştırıldığında yağ suyla emülsifiye olur, bu nedenle bazen yağ sütlü hale gelecek kadar su vardır. Nemli günlerde, bir blower ile bile 100 mikronun altına inemeyebilirsiniz.
Söz konusu su, haznede vakum çekildiğinde vakum haznesinden ve borulardan dışarı pompalanır ve su buharı basıncı vakum pompasının egzozunun yakınında atmosferik basınca yükseldiğinde pompada yoğuşur.
Bir mililitre sıvı su buharlaşarak standart sıcaklık ve basınçta (STP) yaklaşık 1,24 litre buhar oluşturur. İdeal gaz yasasına göre, basınç düştüğünde buharın içerdiği hacim artar. Basınç bir milyon mikrondan (atmosferik basınç) bir mikrona düşerse, 1,2 litre su buharı 1,24 milyon litre su buharı haline gelir. (Referans olarak, 1 ml su yaklaşık olarak tırnağın altındaki parmak ucunuzun hacmidir.) Pistonlu pompanızın içinde, yağ rezervuarının dibinde yatan ya da çalışma sırasında pompanın içinde ezilen kaç ml kondens suyu olduğunu kendinize sorun.
Pompanız her sıkıştırma döngüsünden geçtiğinde pistonun arkasında bir vakum oluşur. Basınç, parlama basıncının altına düştüğünde, pompanızda sıvının bir kısmı buhara dönüşür. Bu buhar, pompalama hızınızın yarısına kadar tüketebilir ve sonuçta yayınlanan pompalama performansına ulaşmanızı engelleyen şey budur.
Neden pompanızın ilk performansına geri dönemezsiniz?
Yağ değiştirilse bile, suyun tamamını çıkarmak imkansız olduğundan pompanın performansı asla tekrar elde edilemez. Çoğu zaman, istenen basınç düşükse (örneğin 20 mikronun altındaysa), bunun üstünde bir Roots blower olmadan buna asla ulaşamazsınız. Roots blower ile basıncı elde etme olasılığınız bile düşüktür. Özellikle hava nemli olduğunda, pompa/blover kombinasyonunun 50 mikron veya daha yüksek bir değere ulaştığı durumları sık sık görüyoruz. Bu nedenle, yağı değiştirseniz bile pistonlu pompanın yeniyken gösterdiği performansı asla geri kazanamazsınız.
Nemi tahliye etmek için pompayı gaz balast açık haldeyken sıcak çalıştırmadığınız sürece suyun tamamını çıkaramazsınız. Gaz balastı zamanında çalışır, ancak zaman tam olarak bir üretim hattının sahip olmadığı şeydir. Pompanızın hazır olmasını beklediğiniz süre, arıza süresi olarak da bilinen ve en pahalı hata olan zaman kaybıdır.
İlgili: Gaz balast valfleri, vakum pompası kullanıcıları için çeşitli potansiyel avantajlar sunar ancak genellikle göz ardı edilir. Bu basit, etkili vakum pompası aksesuarlarının verimliliği nasıl artırabileceği ve kontaminasyon risklerini nasıl azaltabileceği hakkında daha fazla bilgi edinin.
Su kaybolmayacak
Bu büyük bir sorundur. Su buharı, diğer gazlar gibi düşük basınçlarda devasa miktarda hacim alır. Suyla ilgili zor olan şey, özellikle atmosfere açık olduğunda 1000C'den (2120F) soğuk olan metal yüzeylerde kolayca yoğuşmasıdır. Toz ve metal klorürler gibi higroskopik malzemeler tarafından emilir. Ardından vakum pompası tarafından sistemden çekilir ve içinde yoğuşabilir.
Çoğu gibi suyu buhar halinde tutmak için yeterince sıcak çalışan bir kuru vakum pompanız varsa, yoğuşan su asla sorun teşkil etmez. Çoğu kuru pompa ile 1.000. günde birinci günde olduğu gibi aynı pompalama performansını elde edersiniz.
Vakum sisteminizde soğurma
Su buharı vakum performansı üzerinde bir başka ciddi etkiye sahiptir. Su polar bir moleküldür, yani molekül boyutunda bir elektrik polaritesine sahiptir. Bu, yoğuşmadığında bile yüzeye yapışma olasılığını çok daha yüksek hale getirir ve nitrojen, oksijen veya argon gibi gazlardan daha fazla yüzeyden soğurmaya karşı dirençlidir. Vakumda daha derine indikçe su molekülü daha fazla emilmeye başlar. Bu gaz çıkışı olarak görülür. Peki bu neden ciddi bir sorun?
Basınç 100 mikronun altına düştüğünde, vakum sisteminizin yüzeylerinde hala çok miktarda su buharı bulunur. Basınç-hacim ilişkisine geri dönersek, 10 kat daha düşük basınç elde etmek için 10 kat daha fazla pompalama hızı gerekir.
Basınç ve zaman
Genel olarak, kaba ve orta vakumda çalışan göstergeler, orta ve ultra yüksek vakumda çalışanlara göre daha yüksek doğruluğa sahiptir. Doğrudan göstergeler de dolaylı göstergelerden daha doğrudur. Doğrudan göstergeler genellikle %0,2 ile %2 arasında bir doğruluğa sahiptir ve basınç düştükçe doğrulukları azalır. Dolaylı göstergeler genellikle ürün türüne bağlı olarak %10 ila %30 arasında değişir, ancak aralıkları boyunca tutarlı bir doğruluğa sahiptir.
Bu nedenle, göstergeyi ne için kullanmayı planladığınıza bağlı olarak, istenen doğruluk ve çalışma basıncı arasında doğru dengeyi seçmeniz gerekir.
İlgili: Leybold hassas vakum ölçerleri ve kontrol üniteleri serisini ürün sayfamızda keşfedin.
Dik bir basınç düşüşü ile başlarlar ve ardından gaz giderme oranının pompalama hızına neredeyse eşit olduğu noktada düzleşirler (mavi çizgi durumunda, gaz giderme pompanın içindedir).
Yeşil ve sarı eğri arasındaki fark, pompalama sistemi performansını artırmak için bir blower kullanırsanız neler bekleyebileceğinizdir. Hem zamanı kısaltır hem de daha derin bir vakum elde edersiniz. Kehribar ve mavi eğri arasındaki fark, bir blower'ın pistonlu pompadaki performans kaybını azaltabileceğini gösteren benzer bir boşluktur. Bu aynı zamanda pompanızdaki su yoğuşması nedeniyle blower'ın avantajlarını büyük ölçüde kaybettiğiniz anlamına gelir ve bu da çok pahalı bir ceza olabilir. Yukarıdaki zaman çizelgesine baktığınızda, açık yeşil çizgiyle temsil edilen pompa/blower kombinasyonunun yaklaşık 5 dakikada 10 mikrona ulaştığını görürsünüz, suyla kirlenmiş yağ içeren bir pompa/blower'ı temsil eden kehribar renkli eğrinin 10 mikrona ulaşması 35 dakika sürer. 2 saat süren bir üretim döngünüz varsa, bu sürenin 30 dakikası süreci başlatmak için vakuma ulaşmak üzere beklenerek boşa harcanır. Yılda 8000 saatlik üretim süresi boyunca 120.000 dakika üretim süresini boşa harcıyorsunuz, bu da %25 verimlilik kaybı anlamına geliyor. Vakum gereksinimlerinizi 20 mikrona ayarlamak, prosesinizle uyumluysa harika bir adımdır; fark 9 dakika ile 3 dakikadır. Yine de 8000 saatlik bir yılda 72.000 dakika veya 1200 saat israf ediyorsunuz.
Sonuçları en üst düzeye çıkarmak için kuru vakum pompası kullanma
Peki, vakum sisteminizdeki su buharı ile ilişkili sorunları en aza indirmek için ne yapabilirsiniz? Döner pistonlu pompayı veya içinde yağ bulunan herhangi bir kaba işleme pompasını ortadan kaldırabilirsiniz. Leybold DRYVAC gibi kuru vakum pompaları, pompanın içinde çok sıcak (1800C veya 3560F'ye kadar) çalışır, bu nedenle pompa içinde su yoğuşmaz.
Bu, vakum pompanızda su olma sorununu ortadan kaldırır. Suyu vakum haznenizin yüzeylerinden ısıtarak uzaklaştırabilirsiniz. Böylece pompa seti her zaman yeni gibi pompalar ve böylece yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi pompalama süresini azaltabilir.
Prosesi hızlandırmak için bir yağ buharı pompasının kullanılması
İkinci bir seçenek, Leybold OB 6000 gibi bir yağ buharı pompası düşünmektir. Yağ buharı pompası, 15 mikronun altındaki basınçlarda mekanik blower sistemlerinin pompalama hızının birçok katına sahip olacaktır. Aslında bir OB 6000, 15 mikronun altındaki basınçlarda ayarlanan mavi eğrili pompanın dört katı pompalama hızına sahiptir. Daha fazlası mı? OB 12000 veya OB 18000'i deneyin.
En iyi pompalama sonuçları nasıl elde edilir?
En iyi bahis, sisteminizi değerlendirmesi ve daha iyi performans elde etmenizi sağlayacak yollar konusunda size tavsiyede bulunması için yerel Leybold müşteri yöneticinizle iletişime geçmektir.
Pompa duruş süresi ne kadar önemlidir? Tüm prosesiniz basınç gereksinimi karşılanana kadar duraklatılır. Pompa duruş süresi para kaybı demektir, yani zaman kaybı ve daha az ürün üretilir. Toplam döngü sürenize doğrudan eklenir, bu da haftada ve yılda daha az döngü alacağınız anlamına gelir. Bu, üretiminize büyük bir zarar verebilir.
Zaten uzun pompa duruş sürelerine alışkınsanız, doğru değişiklikleri yaparak üretiminizde büyük bir artış görebilirsiniz. Daha iyi performans gösteren vakum ekipmanlarına yükseltme yaparken tipik yatırım getirisi altı aydan azdır.
