Nguyên tắc vận hành cơ bản của bơm khuếch tán Ngày 28 tháng 5 năm 2020

Biết các nguyên tắc hoạt động cơ bản của bơm khuếch tán là cách tốt nhất để theo dõi nhịp đập của công ty, bất kể bạn thuộc bộ phận nào, hoặc bạn tham gia chặt chẽ như thế nào vào hoạt động hàng ngày của họ. Nếu công ty của bạn sử dụng chúng, thì việc biết những điều cơ bản sẽ mang lại lợi ích. Ví dụ, nó giúp bảo vệ khỏi các quy trình không hiệu quả và đảm bảo bạn biết cách phát hiện sản phẩm chất lượng hoặc xác định khi nào cần bảo trì. Dưới đây là phần giới thiệu nhanh để bắt đầu. 

Dầu bơm khuếch tán được biến thành hơi trong phần nồi hơi của bơm (xem hình 1) và tăng tốc đến tốc độ âm thanh (dưới dạng hơi) thông qua các vòi phun được kiểm soát chính xác.

Các vòi phun này được thiết kế để tạo ra một tấm che dầu bao phủ toàn bộ đường kính của bơm (xem hình 2). 

Thông thường, bơm khuếch tán hiện đại có bốn hoặc năm giai đoạn nén, nghĩa là bốn hoặc năm màn dầu riêng biệt trong một chuỗi. Mỗi giai đoạn thu khí phía trên tấm che dầu và đẩy khí ra dưới tấm che dầu, và mỗi giai đoạn tiếp theo có các vòi phun có tấm che dần dần ngắn hơn. Màn che dài hơn cung cấp rất nhiều diện tích bề mặt để bắt các phân tử phía trên, nhưng với chi phí về độ bền của màn che. Hãy tưởng tượng bạn có ngón tay cái trên đầu của vòi sân vườn để phun nước. Bạn nhận thấy rằng nước vẫn còn trong một tấm trong một khoảng cách trước khi nó vỡ thành các giọt nhỏ. Điều tương tự cũng đúng đối với màn dầu trong bơm khuếch tán. Nếu rèm bị vỡ, một phần khí bên dưới sẽ thổi ngược, gây mất bơm.

Do đó, khi áp suất tăng cao hơn thông qua các giai đoạn nén, rèm sẽ ngắn hơn và ngắn hơn. Trong bơm năm tầng, tầng cuối cùng là dòng hơi có thể tích cao, tốc độ cao dẫn khí được bơm đến khí xả. Giai đoạn thứ năm làm giảm áp suất ngược trên mỗi trong bốn giai đoạn phía trên, giúp bức màn dầu duy trì tính toàn vẹn với áp suất đầu vào bơm cao hơn.

Bơm khuếch tán có hai yếu tố chính khiến bơm hoạt động: nhiệt và hình dạng bên trong. Nó có nguyên tắc vận hành rất đơn giản nhưng có thể rất khó để thiết kế và sản xuất do các hạn chế chặt chẽ mà hai yếu tố này phải chịu. Các vòi phun chặt hơn sẽ khiến nồi hơi bơm hoạt động ở áp suất và nhiệt độ cao hơn, điều này có thể tạo ra một màn dầu mạnh hơn, nhưng có thể khiến nó dễ bị nhiễu loạn và mất hiệu suất hơn nếu quá nhiều điện được cấp vào nồi hơi bởi các bộ gia nhiệt. Khoảng cách rộng hơn trên các vòi phun có thể khiến nồi hơi chạy ở áp suất và nhiệt độ thấp hơn nhưng có thể mất nhiều công suất hơn để truyền dòng hơi dầu cao hơn. Chúng rất tốt trong việc bơm hầu hết các loại khí, mặc dù chúng gặp khó khăn trong việc bơm hơi nước. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của bơm là:

• Kích thước đầu vào: là yếu tố chính dẫn động tốc độ bơm trong tất cả các bơm chân không cao.

• Loại dầu: Có một số loại dầu chuyên dụng khác nhau ảnh hưởng đến chân không tối đa và hiệu suất trong các ứng dụng khác nhau. 

• Nước làm mát: Nước làm mát là một phần của chu trình nhiệt của bơm này. Bạn cần thêm nhiệt để làm bay hơi dầu và sau đó loại bỏ nhiệt để ngưng tụ lại cho chu trình tiếp theo thông qua bơm. Làm mát đầy đủ cho bơm có thể làm hoặc ngừng hoạt động.

Tốc độ bơm là số hiệu suất bơm mà hầu hết mọi người sẽ thấy được công bố bởi các nhà sản xuất bơm khuếch tán. Đây là tốc độ thể tích, có nghĩa là khi áp suất thay đổi, lượng phân tử khí thực tế được bơm thay đổi theo tỷ lệ. Nói cách khác, bơm lấy cùng kích thước gulp mỗi giây, nhưng với ít phân tử khí có mặt ở áp suất thấp hơn, mỗi gulp ít cô đặc hơn. Mặt khác, thông lượng là tốc độ dòng khối lượng. Đây là phép đo số lượng phân tử khí di chuyển từ cửa nạp của bơm đến cửa xả của bơm mỗi giây. Máy bơm có công suất cao hơn sẽ luôn bơm một buồng xuống nhanh hơn vì máy bơm bơm nhiều hơn ở áp suất cao hơn, nơi có nhiều khí hơn để loại bỏ.  Vì vậy, khi xem xét các thông số kỹ thuật để xác định bơm tốt nhất cho hệ thống của bạn, hãy đảm bảo so sánh thông lượng. 

Vài thập kỷ trước, Hiệp hội Chân không Hoa Kỳ đã tạo ra một tiêu chuẩn để đo tốc độ bơm của bơm khuếch tán. Thật không may, phương pháp đằng sau tiêu chuẩn này tính toán tốc độ bơm cao hơn khoảng 70% so với tốc độ bơm thực tế. Do đó, tất cả tốc độ bơm khuếch tán sử dụng tiêu chuẩn AVS đều bị quá mức bằng hệ số gần 1,7.

Sau đó, một tiêu chuẩn quốc tế được tạo ra để đo tốc độ bơm khuếch tán, ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế). Tiêu chuẩn mới này của ISO gần với thực tế hơn nhiều, mặc dù vẫn quá mức khoảng 25% so với tốc độ bơm thực tế. Lý do đằng sau sự khác biệt so với tiêu chuẩn ISO là các phép đo cho tiêu chuẩn này được thực hiện trong phòng thí nghiệm với một loại khí duy nhất, chẳng hạn như nitơ, trong điều kiện môi trường phòng thí nghiệm. Trong thế giới thực, các buồng được bơm thường được làm đầy bằng khí quyển. Không khí chứa nhiều khí, bao gồm hơi nước, khó loại bỏ nhanh chóng bởi hầu hết các bơm chân không. Nếu bạn có tỷ lệ hơi nước cao tại địa điểm của mình, máy bơm tốt nhất là máy bơm đông lạnh, sử dụng tính chất ngưng tụ của hơi nước để có lợi bằng cách đóng băng các phân tử lên bề mặt rộng lớn. Duyệt qua lựa chọn bơm chân không đông lạnh của chúng tôi, trên trang sản phẩm của chúng tôi. 

Đôi khi câu hỏi của bạn không chỉ là những điều cơ bản. Khi họ làm vậy, tốt nhất là nói chuyện với các chuyên gia. Nhấp vào nút bên dưới và trò chuyện với nhóm Leybold - chúng tôi luôn sẵn sàng giúp đỡ!