Một máy bơm chân không trục vít khô (Hình 1) được sử dụng một mình khi không yêu cầu độ chân không cao hoặc kết hợp với máy thổi khí kiểu Roots (hay còn gọi là bộ tăng áp) khi yêu cầu độ chân không cao hơn. Để có hiệu suất hệ thống cao nhất, cả bơm tăng áp Roots và bơm chân không cao thứ cấp đều được sử dụng với bơm chính, cung cấp tốc độ bơm nhanh nhất và chân không cuối cùng cao nhất. Khi được sử dụng nối tiếp với máy bơm tăng áp hoặc với cả máy bơm tăng áp và máy bơm chân không cao cấp thứ cấp, máy bơm chính được gọi là máy bơm “hỗ trợ”.
Nguyên lý hoạt động của bơm chân không khô trục vít.
Trong số các công nghệ bơm chân không khác nhau, máy bơm chân không trục vít được coi là bơm dịch chuyển khí tích cực, khô. Khô, vì khí được vận chuyển không tiếp xúc với dầu hoặc nước được sử dụng trong máy bơm, trong khi máy bơm ướt sử dụng dầu hoặc nước làm chất bôi trơn và giúp tạo ra một vòng đệm. Dịch chuyển tích cực đề cập đến thực tế là máy bơm hoạt động bằng cách bẫy một thể tích khí và di chuyển nó qua máy bơm, tạo ra một áp suất thấp ở phía đầu vào.Thiết kế của máy bơm chân không khô trục vít.
Một máy bơm chân không trục vít khô (Hình 2) sử dụng hai rôto xoắn ốc lồng vào nhau được gắn song song, quay ngược chiều nhau ở tốc độ quay cao mà không chạm vào nhau. Quá trình quay được đồng bộ hóa thông qua việc sử dụng cơ cấu truyền động bánh răng chính xác, với mỗi rôto trục vít được gắn với một trục riêng biệt. Các rôto có thể là bước không đổi (số lượng bước xoắn trên một đơn vị chiều dài), hoặc sử dụng bước giảm dần, thuôn nhọn, cung cấp khả năng nén khí trong khi vận chuyển nó. Dòng khí của quá trình di chuyển dọc theo các trục vít theo đường thẳng từ đầu vào đến đầu ra. Khi trục vít quay, các khoảng trống tăng thể tích phía trước buồng rôto được tạo ra, quá trình hút khí được bắt đầu . Các ngăn chứa khí bị giữ lại trong khoảng không giữa các cánh quạt và vỏ, và được vận chuyển đến bộ phận xả. Các ren vít được làm thon ở đầu xả, làm giảm thể tích bị mắc kẹt và nén khí.
Trong rôto có thiết kế bước vít thay đổi, các ren trên mỗi rôto đóng vai trò là một các giai đoạn riêng biệt nối tiếp khi thê tích giảm. Khí ở đầu vào được vận chuyển đầu tiên bởi phần có bước vít lớn hơn của rôto (có ít ren hơn trên một đơn vị chiều dài) và sau đó bởi phần có bước vít nhỏ hơn (có nhiều ren hơn trên một đơn vị chiều dài). Ở phần đâu ra, xảy ra hiện tượng nén khí . Rôto có bước vít biến đổi đạt được khả năng nén khí bằng cách sử dụng ít công suất hơn so với rôto có bước không đổi. Vì cần ít năng lượng hơn, kích thước động cơ của rôto có bước biến thiên nhỏ hơn và nhiệt độ khí xả thấp hơn. Trong thiết kế rôto có bước biến thiên liên tục, khí bị giữ lại được nén liên tục từ đầu vào để xả với hiệu suất năng lượng cao nhất và nhiệt độ khí xả thấp nhất. Các rôto sử dụng một trong một số loại ren, được gọi là Lysholm, ren vuông và thiết kế Quimby. Mỗi loại có đặc điểm bơm và tỷ số nén riêng.
Hoạt động của máy bơm trục vít có thể được chia thành 5 giai đoạn (Hình 3), như sau:
- Giai đoạn 1: Khí đi vào khoang đầu vào. Các rôto trục vít quay với tốc độ cao và tạo ra các hốc hút gió giữa rôto và stato.
- Giai đoạn 2: Khí được làm kín từ đầu vào. Khi các vít tiếp tục quay, khoang này sẽ trở thành một khoang kín ngăn cách với đầu vào của máy bơm.
- Giai đoạn 3: Khí được dịch chuyển dọc theo trục bơm. Chuyển động tương đối của các vít làm cho túi khí bị mắc kẹt được chuyển từ đầu vào về phía đầu ra.
- Giai đoạn 4: Rò rỉ trở lại. Khi khí được truyền đi, một số rò rỉ ngược lại (dòng chảy ngược) xảy ra, theo đó một lượng nhỏ khí rò rỉ giữa các bề mặt của rôto và stato chống lại hướng chuyển động của khí.
- Giai đoạn 5: Khí thoát ra khỏi bơm. Khí bị mắc kẹt được chuyển đến đầu ra của bơm ở áp suất khí quyển, tạo ra hoạt động bơm.
Trục vít sử dụng cho bơm chân không trục vít.
Máy máy bơm chân không trục vít khô được thiết kế với khe hở rất chặt chẽ giữa các rôto và giữa rôto và vỏ. Các vít quay ở tốc độ cao, khiến vận tốc ở mép ngoài của trục vít có thể đạt tới 100 m / s (19.700 fpm). Tốc độ quay cao này, cùng với khe hở nhỏ và ma sát của khí, gây ra lực cản đối với sự chảy ngược của khí bằng cách kéo khí cùng với các ren vít của rôto, tạo ra một lớp đệm khô, không tiếp xúc. Chân không có thể đạt được cuối cùng bị giới hạn bởi dòng khí chảy ngược qua các bề mặt làm kín khô này. Do khe hở không khít và tính chất chế tạo bằng công nghệ cao của rôto trục vít, nếu trục vít cần thay thế do mòn, chúng cần được thay thế theo bộ phù hợp. Điều này trái ngược với một số thiết kế máy bơm khô khác trong đó một cánh quạt duy nhất có thể được thay thế.Đặc điểm hoạt động của bơm chân không trục vít.
Máy bơm chân không trục vít khô có thể xử lý khí có độ ẩm cao hoặc các hơi khác và chúng chịu được bụi và các chất gây ô nhiễm khác rất tốt. Ngoài ra, khí được bơm không tiếp xúc với dầu. Do đó, tránh được sự nhiễm bẩn dầu của khí bơm, cũng như chi phí bảo dưỡng thay thế dầu. Vì không có tiếp xúc giữa các bề mặt quay, thiết kế có độ ma sát thấp và sử dụng ít năng lượng hơn so với máy bơm cánh quay.Vì máy bơm trục vít hoạt động khô, không có dầu hoặc nước trong dòng khí bơm để loại bỏ nhiệt sinh ra từ quá trình nén khí. Kết quả là, máy bơm trục vít chạy nóng và nhiệt độ xả có thể đạt 350 ° C (662 ° F). Điều này có lợi thế là nó giúp giảm sự ngưng tụ của hơi được bơm mà nếu không sẽ ngưng tụ ở nhiệt độ thấp hơn. Do đó tránh được sự nhiễm bẩn của máy bơm do cặn ngưng tụ. Nhiệt độ hoạt động cao cũng cung cấp các đặc tính bơm hơi nước tốt bằng cách tránh ngưng tụ nước trong máy bơm. Do nhiệt độ hoạt động cao này, máy bơm chân không trục vít có khả năng tự động bốc cháy khi xử lý khí dễ cháy. Ngoài ra vì chúng chạy nóng, quá trình trùng hợp hơi có thể tích tụ trên bề mặt của các vít và bên trong của stato,
Một nhược điểm của nhiệt độ vận hành cao hơn là thường phải bảo dưỡng, thay thế vòng bi máy bơm chân không trục vít liên tục để ngăn chặn nhiệt độ liên quan đến hư hỏng sớm. Trong một vòng đệm kín, hộp số được làm kín từ bên ngoài bằng các vòng đệm trục và vòng chữ O, và buồng nén bằng các vòng piston. Giữa hai khu vực có một khu vực thông gió khí quyển được thanh lọc bằng không khí hoặc khí niêm phong đặc biệt. Thanh lọc cũng được sử dụng để bảo vệ các con dấu và vòng bi chống lại các hạt hoặc khí quá trình xâm thực.
Do khe hở của rôto / stato chặt chẽ, bất kỳ sự tăng trưởng nhiệt nào của rôto đều ảnh hưởng đến khe hở và do đó dẫn đến dòng chảy ngược (rò rỉ khí). Do đó, hiệu suất của máy bơm chân không trục vít nhạy cảm với nhiệt độ. Để ngăn ngừa / kiểm soát nhiệt độ máy bơm và ngăn quá nhiệt, máy bơm được làm mát bằng nước lưu thông qua các đường dẫn bên trong stato. Một van điều chỉnh nhiệt được đặt trong nước làm mát để kiểm soát nhiệt độ bằng cách tự động thay đổi tốc độ dòng nước. Ngoài ra, máy bơm trục vít bao gồm một công tắc ổn nhiệt. Nó sẽ tắt máy bơm để tránh hư hỏng nếu nhiệt độ máy bơm đạt đến giới hạn đặt trước.
Để tạo ra áp suất cuối cùng tốt hơn và hiệu suất cao hơn của máy bơm chân không trục vít, các cánh quạt trục vít thường được phủ một lớp polytetrafluoroethylene (PFA) phun trên hoặc vật liệu loại Teflon® khác. Lớp phủ cực kỳ mỏng và cung cấp khe hở chặt chẽ hơn giữa các vít và giữa các vít và stato. Lớp phủ cũng giúp giảm sự ăn mòn. Theo thời gian, lớp phủ sẽ bị mòn và cần được phủ lại để tránh ảnh hưởng đến hiệu suất của máy bơm.
Phụ tùng của bơm chân không khô trục vít
Một số phụ kiện thường thấy trên máy bơm khô (Hình 5) và bao gồm:
- Bộ tách bụi được cung cấp trên đầu vào của máy bơm chân không trục vít để loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi dòng khí được bơm trước khi đến máy bơm. Bộ tách được thiết kế để loại bỏ bụi và các chất gây ô nhiễm khác có kích thước lớn hơn khe hở của rôto / stato vì các hạt nhỏ hơn kích thước này có thể đi qua máy bơm chân không trục vítmột cách vô hại. Thiết kế bộ phân tách điển hình sử dụng bộ lọc polyester với khả năng thu giữ hạt 5 micron.
- Bộ giảm thanh khí thải do đầu ra của máy bơm tiếp xúc với không khí nhà máy, máy bơm chân không trục vít có thể tạo ra tiếng ồn đáng kể. Điều này được giảm thiểu bằng cách sử dụng một bộ giảm thanh khí thải đặt trên cửa ra của máy bơm chân không trục vít. Bộ giảm thanh là bộ giảm thanh bằng thép không gỉ giúp giảm tiếng ồn xuống mức chấp nhận được. Mức âm thanh dưới 75 dB (a) là điển hình khi sử dụng bộ giảm thanh khí thải.
- Van một chiều xả để bảo vệ máy bơm chân không trục vít khỏi nước ngưng tụ và các hạt quay trở lại từ ống xả, một van một chiều nằm trên đầu ra. Van được làm bằng thép không gỉ, và được định vị giữa máy bơm và bộ giảm thanh.
Tóm lược
Máy bơm chân không khô đại diện cho một công nghệ được nhiều nhà xử lý nhiệt quan tâm khi họ cố gắng tăng hiệu suất và giảm thiểu chi phí và thời gian ngừng hoạt động. Những ưu điểm của những máy bơm này có thể so sánh với những người anh em họ cánh quay kín dầu của chúng và trong một số ứng dụng nhất định, mang lại những lợi thế khác biệt. Tham khảo dịch vụ sửa chữa bơm chân không trục vit
Tham khảo thêm dịch vụ của chúng tôi: Sửa chữa máy thổi khí, Sửa chữa bơm hút chân không trục vít, sửa chữa máy ép bùn ly tâm, Máy thổi khí shinmaywa, Máy thổi khí anlet, Máy thổi khí robuschi, máy thổi khí aerzen, máy thổi khí lontech...