Bơm chân không nào hoạt động để bơm khí khô?
Đối với các quy trình khô trong đó hỗn hợp khí không ngưng tụ (ví dụ: không khí) được bơm, bơm sẽ được sử dụng được đặc trưng rõ ràng bởi áp suất làm việc cần thiết và lượng khí được bơm ra. Phần này xem xét việc lựa chọn áp suất làm việc cần thiết. Lựa chọn bơm cần thiết được giải thích trên trang Chọn kích thước bơm.
Mỗi bơm khác nhau có một phạm vi hoạt động đặc trưng trong đó nó có hiệu suất đặc biệt cao. Do đó, các bơm phù hợp nhất để sử dụng trong các vùng áp suất riêng lẻ sau đây được mô tả. Đối với mỗi quy trình chân không khô, bình phải được hút chân không trước. Có khả năng là các bơm được sử dụng cho mục đích này có thể khác với những bơm là lựa chọn tối ưu cho quy trình được thực hiện ở áp suất làm việc nhất định. Trong mọi trường hợp, việc lựa chọn phải được thực hiện với sự cân nhắc đặc biệt về khu vực áp suất mà quá trình làm việc chủ yếu diễn ra.
Chân không thô (1013 - 1 mbar)
Khu vực làm việc thông thường của bơm xoay nằm dưới 80 mbar. Ở áp suất cao hơn, các bơm này tiêu thụ rất nhiều điện năng (xem Hình 2,11) và mức tiêu thụ dầu cao. Do đó, nếu cần bơm khí trên 80 mbar trong thời gian dài, nên sử dụng, đặc biệt là vì lý do kinh tế, bơm phun, bơm vòng nước hoặc bơm nhiều cánh chạy khô. Bơm cánh quạt xoay và bơm pít-tông xoay đặc biệt phù hợp để bơm các bình chứa từ áp suất khí quyển xuống dưới 80 mbar, để chúng có thể hoạt động liên tục ở áp suất thấp. Nếu lượng khí lớn xuất hiện ở áp suất đầu vào dưới 40 mbar, nên kết nối nối tiếp bơm Roots. Sau đó, đối với tốc độ bơm dự phòng cần thiết cho quy trình liên quan, có thể sử dụng bơm cánh quạt xoay hoặc bơm pít-tông nhỏ hơn nhiều.
Hình 2,11 Công suất động cơ của bơm pít-tông xoay (tốc độ bơm 60 m3/h) như một chức năng của áp suất đầu vào và nhiệt độ vận hành. Các đường cong cho bơm dung môi khí của các kích cỡ khác tương tự.
1 Nhiệt độ vận hành đường cong 1 - 89°F (32°C)
2 Nhiệt độ vận hành đường cong 2 - 104°F (40°C)
3 Nhiệt độ vận hành đường cong 3 - 140°F (60°C)
4 Nhiệt độ vận hành đường cong 4 - 194°F (90°C)
5 Đường cong lý thuyết cho nén nhiệt
6 Đường cong lý thuyết về nén đẳng nhiệt
Chân không trung bình (1 - 10-3 mbar)
Nếu bình chân không chỉ cần được hút chân không đến áp suất trong vùng chân không trung bình, có thể là áp suất trước cần thiết cho bơm khuếch tán hoặc bơm ion phúnxạ, bơm xoay một tầng và hai tầng là đủ cho áp suất xuống đến 10 -1 và 10 -3 mbar tương ứng. Về cơ bản, việc lựa chọn loại bơm phù hợp sẽ khó khăn hơn nếu có liên quan đến các quy trình chân không trung bình trong đó khí hoặc hơi liên tục phát triển và phải được bơm ra. Một gợi ý quan trọng có thể được đưa ra tại thời điểm này. Gần với áp suất cuối có thể đạt được, tốc độ bơm của tất cả bơm xoay giảm nhanh. Do đó, giới hạn thấp nhất cho vùng áp suất làm việc bình thường của các bơm này phải là tốc độ bơm vẫn bằng khoảng 50% tốc độ bơm danh định.
Giữa 1 và 10 -2 mbar khi bắt đầu lượng khí lớn, bơm Roots với bơm xoay làm bơm phụ có đặc tính bơm tối ưu. Đối với phạm vi áp suất này, một bơm xoay một tầng là đủ, nếu khu vực làm việc chính nằm trên 10 -1 mbar. Nếu áp suất nằm trong khoảng 10 -1 đến 10 -2 mbar, nên sử dụng bơm phụ hai tầng. Dưới 10-2 mbar, tốc độ bơm của bơm Roots một tầng kết hợp với bơm xoay hai tầng sẽ giảm khi bơm phụ. Tuy nhiên, từ 10 -2 đến 10 -4 mbar, bơm Roots hai tầng (hoặc hai bơm Roots một tầng nối tiếp) với bơm xoay hai tầng làm bơm phụ vẫn có tốc độ bơm rất cao. Ngược lại, vùng áp suất này là vùng làm việc thông thường cho bơm phun hơi. Đối với công việc trong khu vực áp suất này, chúng là máy bơm tiết kiệm nhất để mua. Là bơm phụ, bơm dịch chuyển dương xoay một tầng phù hợp. Nếu việc bảo trì rất ít và vận hành không cần van rất thuận tiện (tức là các bình nhỏ trong chu kỳ vận hành ngắn sẽ được bơm đến khoảng 10-4 mbar hoặc các bình lớn sẽ được duy trì ở áp suất này mà không cần giám sát trong nhiều tuần), các bơm Roots hai tầng đã đề cập trước đó với bơm xoay hai tầng làm bơm dự phòng là sự kết hợp phù hợp. Mặc dù sự kết hợp như vậy không hoạt động hiệu quả như bơm phun hơi tương ứng, nhưng nó có thể hoạt động lâu hơn nhiều mà không cần bảo trì.
Chân không cao (10-3 đến 10-7 mbar)
Máy bơm phân tử khuếch tán, phún xạ ionvà turbo thường hoạt động trong vùng áp suất dưới 10-3 mbar. Nếu khu vực làm việc thay đổi trong quy trình, các hệ thống bơm khác nhau phải được lắp vào bình. Ngoài ra còn có các bơm khuếch tán đặc biệt kết hợp các đặc tính điển hình của bơm khuếch tán (áp suất cuối thấp, tốc độ bơm cao trong vùng chân không cao) với các đặc tính vượt trội của bơm phun hơi (thông lượng cao trong vùng chân không trung bình, áp suất phụ quan trọng cao). Nếu khu vực làm việc nằm giữa 10-2 và 10-6 mbar, các bơm khuếch tán này thường được khuyến nghị đặc biệt.
Chân không siêu cao (< 10-7 mbar)
Để tạo áp suất trong vùng chân không siêu cao, bơm phún xạ ionvà thăng hoa, cũng như bơm phân tử tuabin và bơm lạnh được sử dụng kết hợp với bơm trước phù hợp. Bơm phù hợp nhất cho một quy trình UHV cụ thể phụ thuộc vào các điều kiện khác nhau (để biết thêm chi tiết, xem trang về chân không không dầu ).
Kiến thức cơ bản về công nghệ chân không
Tải eBook "Nguyên tắc cơ bản của công nghệ chân không" của chúng tôi để khám phá những điều cần thiết và quy trình của bơm chân không.
Tài liệu tham khảo
- Biểu tượng chân không
- Bảng thuật ngữ
- Tài liệu tham khảo
Biểu tượng chân không
Biểu tượng chân không
Bảng thuật ngữ các biểu tượng thường được sử dụng trong các sơ đồ công nghệ chân không để thể hiện trực quan các loại bơm và các bộ phận trong hệ thống bơm
Bảng thuật ngữ
Bảng thuật ngữ
Tổng quan về các đơn vị đo được sử dụng trong công nghệ chân không và các biểu tượng đại diện cho gì, cũng như các đơn vị tương đương hiện đại của các đơn vị lịch sử
Tài liệu tham khảo
Tài liệu tham khảo
Tham khảo, nguồn và đọc thêm liên quan đến kiến thức cơ bản về công nghệ chân không
Biểu tượng chân không
Bảng thuật ngữ các biểu tượng thường được sử dụng trong các sơ đồ công nghệ chân không để thể hiện trực quan các loại bơm và các bộ phận trong hệ thống bơm
Bảng thuật ngữ
Tổng quan về các đơn vị đo được sử dụng trong công nghệ chân không và các biểu tượng đại diện cho gì, cũng như các đơn vị tương đương hiện đại của các đơn vị lịch sử
Tài liệu tham khảo
Tham khảo, nguồn và đọc thêm liên quan đến kiến thức cơ bản về công nghệ chân không