Áp suất chân không máy thổi Roots
Áp suất chân không máy thổi Roots
Khả năng áp suất chân không của quạt Roots dao động từ 5 đến 18 inch Hg đối với thiết kế một cấp, với các cấu hình đặc biệt đạt tới 25 inch Hg trong các ứng dụng tăng áp. Không giống như quạt áp suất, quạt chân không hoạt động với đầu vào dưới áp suất khí quyển – hút không khí qua hệ thống thay vì đẩy. Thiết kế thể tích dương cung cấp chân không ổn định trong các điều kiện hệ thống khác nhau.
Dựa trên kinh nghiệm vận hành thực tế trong các ứng dụng vận chuyển chân không, khử nước giấy và đóng gói, quạt Roots là tiêu chuẩn cho các hệ thống chân không công nghiệp. Chúng xử lý bụi, mảnh vụn và độ ẩm có thể phá hủy bơm cánh gạt. Nhưng dịch vụ chân không đòi hỏi khe hở đầu cánh chặt hơn, hướng phớt khác và lọc đầu vào cẩn thận.
Hướng dẫn này bao gồm phạm vi áp suất chân không, kích thước, ứng dụng, yêu cầu làm kín và bảo trì cho quạt Roots trong dịch vụ chân không.
Mục Lục
Áp Suất Chân Không Của Quạt Roots Là Gì?
Đơn Vị Áp Suất Chân Không
Phạm vi chân không cho máy thổi Roots
Cách máy thổi chân không hoạt động
Các thành phần chính – Nâng cấp chân không
Bảng So Sánh Các Loại
Ứng dụng chân không
Hướng dẫn lựa chọn
Tính toán hiệu suất và kỹ thuật
Quạt Roots so với các giải pháp thay thế cho chân không
Hướng dẫn lắp đặt
Danh sách bảo trì
Câu hỏi thường gặp
Những suy nghĩ cuối cùng
Áp Suất Chân Không Của Quạt Roots Là Gì?
Áp suất chân không của máy thổi Roots đề cập đến khả năng hút của máy thổi Roots hoạt động với đầu vào dưới áp suất khí quyển. Áp suất chân không được đo bằng inch thủy ngân (inch Hg) – áp suất càng thấp, độ chân không càng sâu.
Phạm vi chân không điển hình:
Máy thổi chân không ba thùy tiêu chuẩn: 5–18 inch Hg
Thiết kế chân không cao: 15–25 inch Hg (cấu hình đặc biệt)
Ứng dụng tăng áp: 20–27 inch Hg (kết hợp với bơm cánh gạt)
Dựa trên dữ liệu thực tế, hầu hết các ứng dụng chân không công nghiệp hoạt động ở mức 5–15 inch Hg. Vận chuyển chân không: 5–12 inch Hg. Khử nước giấy: 10–15 inch Hg. Thu gom bụi: 8–15 inch Hg.
Phạm vi áp suất chân không của quạt Roots không phải là một con số duy nhất – đó là dải mức chân không mà quạt hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy. Ở chân không cao hơn (áp suất tuyệt đối thấp hơn), hiệu suất giảm và rò rỉ trở nên đáng kể.
Đơn Vị Áp Suất Chân Không
Hiểu về áp suất chân không:
| Đơn vị | Chuyển đổi | Ghi chú |
|---|---|---|
| inch Hg | 1 inch Hg = 0,491 psia | Phổ biến ở Mỹ |
| psia | 14,7 psia = 29,92 inch Hg | Áp suất tuyệt đối |
| kPa | 1 inch Hg = 3.386 kPa | Số liệu |
| mbar | 1 inch Hg = 33.86 mbar | Số liệu |
Chuyển đổi chân không sang áp suất tuyệt đối:
Áp suất tuyệt đối (psia) = 14,7 – (chân không tính bằng inch Hg × 0,491)
Ví dụ:
Chân không 5 inch Hg = 14,7 – (5 × 0,491) = 12,25 psia
Chân không 10 inch Hg = 14,7 – (10 × 0,491) = 9,79 psia
Chân không 15 inch Hg = 14,7 – (15 × 0,491) = 7,34 psia
Chân không 18 inch Hg = 14,7 – (18 × 0,491) = 5,86 psia
Điều kiện chân không:
Chân không thô: 0–10 inch Hg
Chân không trung bình: 10–20 inch Hg
Chân không cao: 20–28 inch Hg (cần phân tầng)
Phạm vi chân không cho máy thổi Roots
| Mức chân không (inch Hg) | Áp suất tuyệt đối (psia) | Hiệu quả | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| 5 | 12.25 | 70% | Hút nhẹ |
| 8 | 10.77 | 68% | Vận chuyển chân không |
| 10 | 9.79 | 65–70% | Hút chân không thông thường |
| 12 | 8.81 | 65% | Khử nước giấy |
| 15 | 7.34 | 62% | Thu gom bụi |
| 18 | 5.86 | 55–60% | Chân không cao |
| 20+ | 4.90 | <55% | Ứng dụng tăng áp |
Hiệu suất chân không:
Hiệu suất giảm khi chân không tăng
Ở 10 inch Hg: 65–70%
Ở 15 inch Hg: 55–62%
Ở 18 inch Hg: 50–55%
Tại sao hiệu suất giảm ở chân không sâu:
Rò rỉ (trượt ngược) trở nên đáng kể
Tỷ lệ áp suất thấp hơn – ít năng lượng hơn mỗi chu kỳ
Rò rỉ bên trong làm giảm hiệu suất thể tích
Cách máy thổi chân không hoạt động
Bước 1 – Hút.Động cơ quay trục truyền động. Bánh răng định thời đồng bộ hóa các rôto. Cổng vào kết nối với hệ thống chân không (dưới áp suất khí quyển). Khi các rôto quay, các khoang mở ra cửa hút chân không. Không khí từ hệ thống được hút vào máy thổi.
Bước 2 – Giữ và vận chuyển.Các khoang rôto bịt kín với vỏ. Không khí bị giữ lại ở áp suất chân không (ví dụ 10 inch Hg tuyệt đối) được đưa về phía xả.
Bước 3 – Xả.Khi khoang chứa đến cổng xả, nó mở ra áp suất khí quyển (hoặc cao hơn một chút). Các rôto đẩy thể tích ra ngoài.
Bước 4 – Chu kỳ lặp lại.Máy thổi liên tục loại bỏ không khí khỏi hệ thống chân không, duy trì mức chân không cần thiết.
Điều gì làm cho dịch vụ chân không khác biệt.Đầu vào của máy thổi ở dưới áp suất khí quyển. Bất kỳ rò rỉ nào qua phớt hoặc khe hở đều hướng vào trong – không khí từ khí quyển rò rỉ vào phía chân không. Điều này làm giảm mức chân không và hiệu suất. Cần có phớt và khe hở chặt chẽ hơn.
Sửa quan niệm sai lầm phổ biến.Máy thổi khí kiểu Roots trong dịch vụ chân không không "hút" vật liệu. Nó loại bỏ không khí khỏi hệ thống. Chênh lệch áp suất giữa hệ thống chân không và khí quyển tạo ra lực hút di chuyển vật liệu.
Các thành phần chính – Nâng cấp chân không
Rôto (cánh quạt). Chức năng: giữ và vận chuyển không khí ở áp suất dưới khí quyển. Nâng cấp chân không: khe hở đầu cánh chặt hơn (0,05–0,10 mm so với 0,10–0,20 mm cho áp suất). Vật liệu: gang tiêu chuẩn, thép không gỉ cho ứng dụng ăn mòn hoặc độ ẩm cao. Chế độ hỏng: rỗ do độ ẩm hoặc hóa chất. Tuổi thọ dự kiến: 40.000–60.000 giờ trong dịch vụ chân không sạch.
Bánh răng định thời. Chức năng: duy trì pha rôto. Giống như dịch vụ áp suất – bánh răng xoắn ốc. Khe hở 0,05–0,10 mm. Chế độ hỏng: mài mòn do chu kỳ tăng nếu máy thổi khởi động/dừng thường xuyên.
Vòng bi.Tiêu chuẩn làm sạch C3. Tuổi thọ: 30.000–40.000 giờ trong dịch vụ chân không – ngắn hơn so với áp suất do tải trọng khác nhau. Chế độ hỏng: suy thoái hoặc nhiễm bẩn chất bôi trơn.
Vỏ.Tiêu chuẩn gang dẻo. Định mức chân không: phải chịu được áp suất khí quyển bên ngoài mà không bị xẹp. Độ dày vỏ có thể lớn hơn phiên bản áp suất. Kiểm tra: kiểm tra vết nứt hoặc biến dạng.
Phớt.Sự khác biệt quan trọng nhất trong dịch vụ chân không. Phớt của quạt áp suất ngăn dầu rò rỉ vào luồng khí. Phớt của quạt chân không phải ngăn không khí rò rỉ vào phía chân không – và ngăn chất bôi trơn bị hút vào buồng rôto. Phớt mê cung với không khí đệm là phổ biến. Phớt môi định hướng cho chân không. Chế độ hỏng: rò rỉ khí vào làm giảm mức chân không.
Bộ lọc đầu vào.Nằm ở phía chân không. Phải chịu được áp suất xẹp – bộ lọc bị xẹp trong dịch vụ chân không. Tối thiểu 10 micron, khuyến nghị 2 micron. Vỏ bộ lọc phải được định mức chân không.
Bộ giảm âm xả.Ở phía xả/khí quyển. Ít quan trọng hơn dịch vụ áp suất nhưng vẫn cần thiết để giảm tiếng ồn.
Van một chiều.Ở phía xả để ngăn chảy ngược khi quạt thổi dừng. Van một chiều hệ thống chân không khác – phải kín chống lại chênh lệch áp suất.
Máy thổi khí kiểu Roots dùng cho chân không nếu không có phớt kín thích hợp sẽ không bao giờ đạt được độ chân không định mức. Rò rỉ khí qua các phớt làm giảm hiệu suất.
Bảng So Sánh Các Loại
| Loại | Phạm vi Chân không | Hiệu quả | Tuổi thọ Điển hình | Ứng dụng tốt nhất |
|---|---|---|---|---|
| Hai Thùy | 8–15 inch Hg | 60–68% | 35.000+ giờ | Chân không ngân sách, hệ thống nhỏ |
| Ba Thùy | 8–18 inch Hg | 65–72% | 40.000+ giờ | Chân không công nghiệp tiêu chuẩn |
| Chân không áp suất cao | 15–25 inch Hg | 58–65% | 25.000–30.000 giờ | Chân không sâu, nâng cao |
| Liên kết trực tiếp | Phụ thuộc vào loại | Cao nhất | Phù hợp với tuổi thọ động cơ | Nhiệm vụ liên tục tốc độ cố định |
| Dẫn động bằng dây đai | Phụ thuộc vào loại | Mất mát 3–5% | Dây đai: 2.000–4.000 giờ | Tốc độ thay đổi, diesel |
Đối với dịch vụ chân không, ba thùy là tiêu chuẩn. Hai thùy hiệu suất thấp hơn. Nối trực tiếp cho tốc độ cố định, truyền động dây đai cho ứng dụng biến tốc.
Ứng dụng chân không
Vận chuyển chân không.Vận chuyển hút các hạt nhựa, bột và hạt nhỏ. Nguyên liệu được hút từ toa tàu, xe tải hoặc silo đến nơi xử lý. Chân không điển hình: 5–12 inch Hg. Quạt Roots tại điểm nhận hút không khí qua đường ống vận chuyển. Bụi bay ngược thường gặp – lọc đầu vào rất quan trọng.
Ngành giấy. Khử nước chân không trên máy giấy – loại bỏ nước khỏi mạng giấy ướt. Hoạt động liên tục, độ ẩm cao. Chân không: 5–15 inch Hg. Yêu cầu vật liệu chống ăn mòn do độ ẩm có tính axit. Quạt Roots cung cấp chân không ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi của tờ giấy.
Bao bì chân không.Đóng gói thực phẩm chân không để kéo dài thời hạn sử dụng. Hoạt động gián đoạn. Chân không: 20–25 inch Hg. Yêu cầu chân không cao cần khe hở chặt chẽ. Hoạt động không dầu là cần thiết – tiếp xúc thực phẩm. Máy thổi Roots làm tăng áp với bơm cánh gạt.
Tạo hình nhiệt nhựa. Chân không kéo tấm nhựa đã được làm nóng lên khuôn. Chân không cao, gián đoạn. Nhiều quạt thổi trên một ống góp chung. Chân không: 10–20 inch Hg.
Thu gom bụi. Hệ thống chân không trung tâm cho bụi công nghiệp. Hoạt động liên tục, không khí có bụi. Quạt Roots xử lý bụi tốt hơn bơm cánh gạt. Lọc đầu vào rất quan trọng – bộ lọc phải chịu được chân không, không phải áp suất.
Chân không y tế. Hệ thống chân không trung tâm bệnh viện. Bắt buộc phải hoạt động không dầu. Quạt Roots với vòng bi than chì (chạy khô). Chân không: 15–20 inch Hg. Nhiều quạt thổi dự phòng.
Xử lý hóa chất. Chưng cất chân không, sấy khô, lọc. Hơi ăn mòn – rôto bằng thép không gỉ hoặc được phủ lớp. Chân không: 5–25 inch Hg tùy theo quy trình.
Phát điện.Hệ thống chân không bình ngưng – duy trì chân không trên bình ngưng tuabin hơi. Quạt thổi lớn, hoạt động liên tục. Chân không: 25–28 inch Hg. Thiết kế chân không cao đặc biệt có phân tầng.
Hướng dẫn lựa chọn cho dịch vụ chân không
Bước 1 – Xác định yêu cầu chân không.Xác định mức chân không cần thiết (inch Hg) và lưu lượng (ACFM). Các mức chân không:
Chân không thô: 0–10 inch Hg
Chân không trung bình: 10–20 inch Hg
Chân không cao: 20–28 inch Hg (máy thổi roots thường đạt 15–20)
Bước 2 – Tính toán lưu lượng yêu cầu.Đối với vận chuyển chân không: ACFM = (tốc độ vận chuyển) / (vận tốc không khí × diện tích ống). Đối với chân không tổng quát: xác định yêu cầu loại bỏ không khí của hệ thống.
Bước 3 – Xem xét phân tầng.Đối với chân không sâu, nhiều quạt thổi nối tiếp hoặc kết hợp với bơm cánh quạt quay. Quạt Roots làm bộ tăng áp trước bơm chân không.
Bước 4 – Xác định thiết kế phớt.Quan trọng – phớt mê cung có khí đệm, hoặc phớt môi kép định hướng cho chân không. Phớt áp suất tiêu chuẩn sẽ rò rỉ không khí vào trong.
Bước 5 – Xác định khe hở đầu cánh.Dịch vụ chân không yêu cầu khe hở chặt hơn (0,05–0,10 mm). Khe hở áp suất tiêu chuẩn sẽ làm rò rỉ khí vào bên trong.
Bước 6 – Chọn công suất động cơ.BHP = (ACFM × chân không tính bằng inch Hg × 0,491) / (229 × ηcơ khí × ηđộng cơ). Thêm hệ số an toàn 15–20%.
Các sai lầm phổ biến khi lựa chọn dịch vụ chân không:
Sử dụng quạt áp lực mà không có sửa đổi kín (rò rỉ khí)
Khe hở đầu tiêu chuẩn – quá lỏng đối với chân không
Không có bộ lọc đầu vào đánh giá chân không – bị xẹp dưới chân không
Quên van một chiều trên đường xả
Động cơ quá nhỏ cho nhiệm vụ chân không – yêu cầu công suất cao hơn áp suất
Không có khí làm kín (đệm) cho phớt mê cung
Tính toán hiệu suất và kỹ thuật
Chuyển đổi áp suất chân không:
1 inch Hg = 0,491 psia = 0,034 bar = 3,386 kPa.
Áp suất khí quyển = 29,92 inch Hg = 14,7 psia.
Chân không được biểu thị là: "15 inch Hg" có nghĩa là 15 inch dưới áp suất khí quyển = 29,92 – 15 = 14,92 inch Hg tuyệt đối = 7,33 psia.
Tính toán công suất cho dịch vụ chân không:
BHP = (ACFM × chân không (inch Hg) × 0,491) / (229 × ηcơ khí × ηđộng cơ)
Ví dụ: 300 ACFM ở chân không 10 inch Hg. ηcơ khí = 0,85 (hiệu suất chân không thấp hơn), ηđộng cơ = 0,94.
BHP = (300 × 10 × 0,491) / (229 × 0,85 × 0,94) = 1.473 / (229 × 0,799) = 1.473 / 183 = 8,0 HP
Tham khảo hiệu suất quạt chân không:
| Mức chân không (inch Hg) | Tỷ lệ áp suất | Lưu lượng (% so với tối đa) | Hiệu quả |
|---|---|---|---|
| 5 | 0.83 | 95% | 70% |
| 10 | 0.67 | 90% | 68% |
| 15 | 0.50 | 80% | 62% |
| 20 | 0.33 | 65% | 55% |
Khi độ chân không tăng, lưu lượng giảm và hiệu suất giảm.
Hiệu ứng rò rỉ trên hệ thống chân không:
Mỗi 1 inch Hg rò rỉ khí làm giảm mức chân không. Rò rỉ qua phớt có thể chiếm 5–15% công suất quạt thổi. Nguồn rò rỉ:
Phớt trục: 2–5% công suất
Phụ kiện đường ống: 1–3% (phụ thuộc vào hệ thống)
Vỏ bộ lọc: 1–2%
Van cấp liệu: 5–10% (vận chuyển chân không)
Quạt Roots so với các giải pháp thay thế cho chân không
| tham số | Quạt ba thùy (Chân không) | Bơm chân không vòng nước | Bơm chân không cánh quạt |
|---|---|---|---|
| Dải chân không | 5–20 inch Hg | 10–28 inch Hg | 15–29 inch Hg |
| Hiệu suất ở 10 inch Hg | 65–70% | 55–60% | 70–75% |
| Vận hành khô | Có (phớt khô hoặc có bôi trơn) | Không (phớt nước) | Không (bôi trơn bằng dầu) |
| Khả năng chịu mảnh vụn | Cao | Trung bình | Thấp |
| Chi phí ban đầu (100 ACFM ở 10 inch) | $15.000–25.000 | 20.000–35.000 đô la | 18.000–30.000 đô la |
| Độ phức tạp bảo trì | Thấp | Trung bình (xử lý nước) | Trung bình-cao (thay dầu) |
| Tiêu thụ nước | Không | 10–50 gpm | Không |
| Không khí không dầu | Có (với phớt thích hợp) | Có (kín nước) | Không (dầu cuốn theo) |
Tiêu chí quyết định cho dịch vụ chân không:
Chọn máy thổi khí roots khi:
Cần máy hút chân không khô, không dầu
Bụi hoặc mảnh vụn trong luồng khí
Bảo trì đơn giản bởi nhân viên nhà máy
Chân không trung bình (5–20 inch Hg)
Chọn bơm vòng nước khi:
Yêu cầu chân không sâu (25+ inch Hg)
Có nước sẵn và việc xử lý nước thải được chấp nhận
Quy trình chịu được nhiễm bẩn nước
Chọn bơm cánh quạt khi:
Yêu cầu chân không sâu (25+ inch Hg)
Không khí sạch, khô
Chấp nhận nhiễm dầu hoặc có lọc khí sau
Cần hiệu suất cao hơn
Hướng dẫn lắp đặt cho dịch vụ chân không
Vị trí đặt quạt. Đặt quạt gần nguồn chân không để giảm thiểu tổn thất đường ống. Cung cấp lối tiếp cận để bảo dưỡng phớt – phớt thường hỏng nhiều hơn trong dịch vụ chân không.
Đường ống đầu vào. Đường ống phải được đánh giá chịu chân không – ống tiêu chuẩn là đủ nhưng các phụ kiện phải kín khít. Kiểm tra áp suất hệ thống để phát hiện rò rỉ trước khi vận hành. Sử dụng băng PTFE trên các kết nối ren – không dùng keo ống (có thể bị hút vào quạt).
Lọc đầu vào.Bộ lọc phải được định mức chân không – bộ lọc tiêu chuẩn sẽ bị xẹp dưới chân không. Tối thiểu 10 micron. Đồng hồ đo chênh áp qua bộ lọc. Thay khi chênh áp vượt quá 6–8 inch WC. Vỏ bộ lọc có khóa nhanh để dễ dàng thay thế.
Đường ống xả.Xả ra khí quyển hoặc vào bộ giảm thanh. Kết nối linh hoạt trong vòng 18 inch tính từ mặt bích quạt thổi. Hỗ trợ đường ống độc lập.
Van một chiều.Ở phía xả để ngăn dòng chảy ngược khi quạt thổi dừng – dòng chảy ngược làm quay quạt thổi ngược chiều và làm hỏng bánh răng. Van một chiều im lặng.
Van an toàn/ van bypass.Quạt thổi chân không có thể cần van bypass để ngăn quá chân không. Đặt ở mức chân không vận hành + 2 inch Hg. Bypass tuần hoàn không khí từ xả về đầu vào để giới hạn chân không.
Xả kín.Đối với phớt mê cung có khí đệm, cung cấp khí xả sạch, khô ở áp suất 2–5 psig so với khí quyển. Điều này ngăn rò rỉ khí vào phía chân không. Yêu cầu: 1–3 SCFM mỗi phớt tùy theo kích thước.
Lắp đặt VFD.Hệ thống chân không thường yêu cầu chân không thay đổi. VFD điều chỉnh tốc độ quạt theo nhu cầu. Chỉ định động cơ chịu tải biến tần.
Danh sách kiểm tra bảo trì cho dịch vụ chân không
Hàng tháng (100–200 giờ)
| Mục | Hành động | Tiêu chí |
|---|---|---|
| Bộ lọc đầu vào | Kiểm tra delta-P | <6 inch WC (dịch vụ chân không chặt hơn) |
| Phớt | Kiểm tra rò rỉ khí | Không có tiếng rít tại các vòng đệm |
| Mức chân không | Ghi lại | So sánh với thiết kế |
| Nhiệt độ xả | Ghi lại | <200°F (chân không chạy mát hơn) |
| Vòng bi | Nghe bằng ống nghe; đo nhiệt độ | Không mài; <190°F |
| Mức dầu | Kiểm tra trực quan | Tại kính quan sát |
| Xả khí vòng đệm | Kiểm tra áp suất (nếu có) | 2–5 psig trên áp suất khí quyển |
Hàng quý (500–600 giờ)
| Mục | Hành động |
|---|---|
| Dầu hộp số | Thay dầu tổng hợp ISO VG 150 |
| Van xả/xả bypass | Vận hành thử nghiệm |
| Rò rỉ khí | Dung dịch xà phòng trên các vòng đệm, phụ kiện, mặt bích |
| Khớp nối | Kiểm tra cao su đàn hồi xem có mòn không |
| Cánh tản nhiệt | Làm sạch bằng khí nén |
| Kiểm tra van | Kiểm tra không có dòng chảy ngược |
Hàng năm (2.000–2.500 giờ)
| Mục | Hành động | Tiêu chuẩn |
|---|---|---|
| Khe hở đầu chóp | Đo tại bốn vị trí | Thông số chân không: thay thế nếu >0,25 mm |
| Phớt | Thay thế phòng ngừa | Vòng đệm chân không rất quan trọng – không được chờ đợi |
| Đồng hồ đo áp suất | Hiệu chuẩn hoặc thay thế | Độ chính xác ±2% |
| Mẫu dầu | Phân tích quang phổ | Kiểm tra nhiễm bẩn |
| Bề mặt rôto | Kiểm tra rỗ bề mặt | Làm sạch hoặc thay thế nếu hư hỏng |
| Vỏ bộ lọc | Kiểm tra phớt/đệm kín | Thay thế nếu rò rỉ |
| Kiểm tra chân không | Kiểm tra rò rỉ hệ thống | Xác nhận hệ thống giữ được chân không |
Ghi chú bảo dưỡng liên quan đến chân không:
Tính toàn vẹn của phớt là hạng mục bảo trì quan trọng nhất. Thay phớt hàng năm bất kể tình trạng.
Bộ lọc đầu vào trong dịch vụ chân không dễ bị xẹp – kiểm tra vỏ thường xuyên.
Hệ thống chân không có xu hướng hút ẩm – xả bẫy ngưng tụ.
Trong các ứng dụng nhiều bụi, kiểm tra rô-to để phát hiện mài mòn – dịch vụ chân không có thể gây mài mòn.
Câu hỏi thường gặp
1. Máy thổi Roots có thể đạt được mức chân không nào?
Máy thổi khí kiểu Roots thường đạt 15–20 inch Hg trong cấu hình một giai đoạn. Một số thiết kế đạt 25 inch Hg. Để có chân không sâu hơn (25–28 inch Hg), sử dụng máy thổi khí kiểu Roots làm bộ tăng áp trước bơm cánh quay hoặc bơm vòng lỏng. Chân không dưới 20 inch Hg yêu cầu khe hở chặt hơn và niêm phong tốt hơn – chi phí tăng lên.
2. Sự khác biệt giữa máy thổi Roots chân không và máy thổi Roots áp suất là gì?
Máy thổi chân không có khe hở đầu mút chặt hơn (0,05–0,10 mm so với 0,10–0,20 mm đối với máy thổi áp suất), phớt được định hướng cho chân không (ngăn rò rỉ khí vào trong) và bộ lọc đầu vào đạt tiêu chuẩn chân không. Máy thổi áp suất có khe hở tiêu chuẩn và phớt định hướng cho áp suất. Một máy thổi áp suất được sử dụng cho chân không sẽ rò rỉ khí vào trong – làm giảm hiệu suất và gây ô nhiễm hệ thống.
3. Tại sao máy thổi chân không cần khe hở đầu mút chặt hơn?
Trong dịch vụ chân không, chênh lệch áp suất qua rôto thấp hơn, nhưng tổn thất trượt (rò rỉ khí qua khe hở đầu mút) ảnh hưởng đến hiệu suất nhiều hơn vì tổng áp suất thấp hơn. Tăng khe hở 0,05 mm trong dịch vụ chân không gây tổn thất hiệu suất lớn hơn theo tỷ lệ so với dịch vụ áp suất. Máy thổi chân không sử dụng khe hở 0,05–0,10 mm so với 0,10–0,20 mm cho áp suất.
4. Cần loại phớt nào cho máy thổi chân không?
Phớt mê cung có khí đệm được ưu tiên – không tiếp xúc, tuổi thọ cao, không dầu rò rỉ. Phớt môi kép hướng chân không chấp nhận được nhưng cần thay thế định kỳ. Phớt áp suất tiêu chuẩn sẽ rò rỉ khí vào trong – làm giảm chân không. Đối với ứng dụng quan trọng, sử dụng phớt mê cung với khí đệm sạch và khô.
5. Có thể sử dụng quạt thổi áp suất kiểu Roots cho dịch vụ chân không không?
Không nếu không có sửa đổi. Quạt thổi áp suất có khe hở đầu tiêu chuẩn (0,10–0,20 mm) rò rỉ khí vào trong khi hoạt động chân không – làm giảm hiệu suất. Phớt được định hướng cho áp suất – chúng rò rỉ khí vào phía chân không. Sử dụng quạt thổi chân không chuyên dụng với khe hở chặt hơn và phớt hướng chân không.
6. Làm thế nào để ngăn dầu xâm nhập vào hệ thống chân không?
Sử dụng phớt mê cung với khí đệm – khí sạch, khô ở áp suất 2–5 psig trên khí quyển tạo ra một lớp phớt ngăn dầu di chuyển. Hoặc sử dụng phớt môi kép với mỡ. Đối với ứng dụng quan trọng, sử dụng vòng bi than chì-graphite (chạy khô) – không có chất bôi trơn để rò rỉ.
7. Nguyên nhân nào khiến quạt hút chân không mất công suất?
Phổ biến nhất: tăng khe hở đầu cánh do mòn rôto – không khí rò rỉ qua khe hở, giảm hiệu suất. Thứ hai: rò rỉ phớt – không khí lọt vào qua phớt trục. Thứ ba: rò rỉ hệ thống – đường ống, phụ kiện, vỏ bộ lọc. Thứ tư: tắc nghẽn bộ lọc đầu vào – giảm lưu lượng. Đo khe hở hàng năm. Kiểm tra áp suất hệ thống để phát hiện rò rỉ. Thay bộ lọc thường xuyên.
8. Có thể sử dụng VFD cho quạt hút chân không không?
Có – được khuyến nghị cho các ứng dụng chân không biến đổi. Nhu cầu chân không thay đổi trong nhiều quy trình: vận chuyển, đóng gói, tạo hình. VFD điều chỉnh tốc độ quạt theo nhu cầu. Tiết kiệm năng lượng 20–40%. Chỉ định động cơ chịu tải biến tần. Đối với vận chuyển chân không, VFD điều chỉnh theo tốc độ dòng nguyên liệu.
9. Cần loại bộ lọc nào cho quạt hút chân không?
Bộ lọc phải được định mức chân không – bộ lọc dạng hộp tiêu chuẩn sẽ bị xẹp dưới chân không (chúng được thiết kế cho áp suất, không phải hút). Bộ lọc định mức chân không có cấu trúc hỗ trợ bên trong để chống xẹp. Tối thiểu 10 micron, khuyến nghị 2 micron cho các ứng dụng nhiều bụi. Đồng hồ đo chênh áp. Trong dịch vụ chân không, độ giảm áp của bộ lọc làm tăng tải chân không – thay đổi ở mức 6–8 inch WC.
10. Phớt chân không máy thổi kéo dài bao lâu?
Phớt môi trong dịch vụ chân không: 1–3 năm tùy theo tải trọng. Phớt mê cung có khí đệm: 5–10 năm. Phớt carbon chạy khô: 3–5 năm. Hỏng phớt trong dịch vụ chân không thường biểu hiện dưới dạng mức chân không giảm – không khí rò rỉ vào trong. Thay phớt phòng ngừa theo khoảng thời gian khuyến nghị – đừng chờ đến khi hỏng.
11. Thời gian hoàn vốn khi nâng cấp lên phớt labyrinth là bao lâu?
Ví dụ: Quạt thổi 40 HP, rò rỉ 10% (điển hình với phớt tiêu chuẩn). Phớt mê cung giảm rò rỉ xuống 3%, thu hồi 7% công suất. Tương đương 2,8 HP được thu hồi. Tiết kiệm hàng năm: 2,8 HP × 0,746 kW/HP × 8.000 giờ × 0,10 đô la = 1.670 đô la. Chi phí nâng cấp: 1.500–2.500 đô la. Hoàn vốn: 12–18 tháng. Cộng thêm hiệu suất chân không được cải thiện.
12. Máy thổi Roots có thể xử lý việc vận chuyển chân không vật liệu mài mòn không?
Có – tốt hơn các công nghệ chân không khác. Bụi và các hạt nhỏ đi qua mà không làm hỏng rôto (không giống như bơm cánh gạt). Nhưng mài mòn sẽ làm mòn rôto theo thời gian. Sử dụng rôto mạ crôm cứng cho vật liệu mài mòn (xi măng, tro bay, khoáng sản). Bộ lọc đầu vào (2 micron) là cần thiết. Tuổi thọ rôto: 2–5 năm tùy thuộc vào độ mài mòn.
13. Mức độ tiếng ồn điển hình của máy thổi chân không là bao nhiêu?
Ở 10 inch Hg, quạt ba thùy: 80–88 dBA ở khoảng cách 1 mét. Tương tự như quạt áp suất. Rôto xoắn giảm 5–8 dBA. Cần có bộ giảm thanh cho hầu hết các lắp đặt. Trong dịch vụ chân không, bộ giảm thanh đầu vào nằm ở phía hút – phải được đánh giá chân không.
14. Độ cao ảnh hưởng đến quạt chân không như thế nào?
Độ cao làm giảm áp suất khí quyển, do đó mức chân không được biểu thị bằng inch Hg là tuyệt đối – không cần hiệu chỉnh độ cao cho chỉ số đồng hồ chân không. Nhưng hiệu suất quạt (công suất ACFM) ở độ cao có thể thay đổi do mật độ đầu vào khác nhau. Đối với vận chuyển chân không, lưu lượng khối của không khí là quan trọng. Hiệu chỉnh bằng các định luật khí tiêu chuẩn.
15. Sự khác biệt giữa quạt Roots và bơm chân không cánh quay là gì?
Quạt Roots: khô, xử lý được mảnh vụn, chân không trung bình (15–20 inch Hg), bảo trì thấp. Bơm cánh quay: chân không sâu hơn (25–28 inch Hg), bôi trơn bằng dầu, nhạy cảm với mảnh vụn, bảo trì cao hơn. Đối với ứng dụng nhiều bụi, dùng quạt Roots. Đối với chân không sạch, sâu, dùng bơm cánh quay. Thường được sử dụng cùng nhau – quạt Roots làm bộ tăng áp trước bơm cánh quay.
Những suy nghĩ cuối cùng
Sau khi vận hành máy thổi khí Roots cho hệ thống chân không, đây là lời khuyên thực tế của tôi:
Logic lựa chọn.Đối với dịch vụ chân không, hãy chỉ định một quạt thổi chân không chuyên dụng – không phải quạt thổi áp suất đã được chuyển đổi. Quạt thổi chân không có khe hở đầu cánh nhỏ hơn (0,05–0,10 mm) và các phớt được định hướng để hút. Phớt mê cung với khí đệm là tiêu chuẩn vàng – chúng loại bỏ rò rỉ và nhiễm bẩn dầu. Đối với các ứng dụng có bụi, hãy chỉ định rôto mạ crôm cứng và bộ lọc chân không định mức 2 micron.
Tính toàn vẹn của phớt là tất cả.Trong dịch vụ chân không, rò rỉ khí qua các phớt là kẻ thù số một làm giảm hiệu suất. Một rò rỉ nhỏ làm giảm chân không và tăng năng lượng. Thay phớt hàng năm để phòng ngừa. Sử dụng khí đệm trên phớt labyrinth. Cân nhắc ổ trục chạy khô cho các ứng dụng không dầu quan trọng.
Lọc cho chân không – không phải áp suất.Bộ lọc tiêu chuẩn bị xẹp dưới chân không. Chỉ định bộ lọc chịu chân không có hỗ trợ bên trong. Trong vận chuyển chân không, bụi cuốn ngược là phổ biến – bắt buộc phải có bộ lọc ở đầu vào quạt thổi. Giám sát chênh áp bộ lọc – chênh áp cao làm tăng tải chân không.
Thực tế kinh tế.Máy thổi roots cho dịch vụ chân không là lựa chọn phù hợp cho chân không trung bình (5–20 inch Hg) với không khí có bụi, vận hành khô và bảo trì đơn giản. Để đạt chân không sâu hơn, kết hợp với bơm cánh quạt quay hoặc bơm vòng chất lỏng. Đối với chân không sạch và sâu, bơm cánh quạt hiệu quả hơn. Nhưng đối với vận chuyển, đóng gói và hút công nghiệp – máy thổi roots cung cấp chân không đáng tin cậy, không dầu. Chọn đúng thông số, bảo dưỡng phớt, và nó sẽ phục vụ trong nhiều năm.
