Cách sử dụng bơm hút chân không (không dầu) bền

Khi nói đến các ứng dụng bơm chân không công nghiệp, bất kỳ vật liệu nào tham gia vào quá trình này thường được đưa vào máy bơm chân không. Đó là một vấn đề cố hữu đối với bất kỳ ứng dụng chân không công nghiệp nào, cho dù đó chỉ đơn giản là hơi ẩm từ không khí đầu vào hay thứ gì đó hữu hình hơn (ví dụ như bụi, mảnh vụn, v.v.). Các ứng dụng chân không khắc nghiệt – chẳng hạn như những ứng dụng liên quan đến axit ăn mòn, độ ẩm quá mức hoặc các hạt bụi – có thể tàn phá độ tin cậy của máy bơm chân không. Điều này đặc biệt đúng đối với máy bơm chân không có dầu, máy bơm cánh quay và máy bơm chân không piston.

Bất kỳ vật liệu nào đi vào máy bơm chân không có dầu đều có khả năng làm hỏng nó nghiêm trọng. Bụi trộn với dầu để tạo thành bột mài có hiệu quả làm mòn máy bơm. Axit ăn mòn máy bơm. Hơi nước chuyển trạng thái thành chất lỏng và tạo thành nhũ tương có thể làm rỉ các bộ phận bên trong. Vì những lý do này, bắt buộc phải thay dầu và bộ lọc thường xuyên trong máy bơm chân không có dầu. Tuy nhiên, việc thay dầu thường xuyên sẽ làm lãng phí thời gian và làm tăng tổng chi phí sở hữu.

Có một công nghệ thay thế cho máy bơm chân không kín dầu có thể loại bỏ sự phiền toái của việc thay dầu và giảm đáng kể chi phí sở hữu. Trong 25 năm qua, máy bơm chân không nén khô đã giảm chi phí vốn, khiến chúng trở nên dễ tiếp cận hơn với ngày càng nhiều quy trình công nghiệp ngày nay. 

Bơm chân không khô về mặt kỹ thuật không có dầu. Một lượng nhỏ dầu được sử dụng trong hộp số để bôi trơn các bánh răng và ổ trục, nhưng dầu không được sử dụng trong cơ cấu tạo chân không. Dầu được cách ly với buồng bơm bằng các cánh quay, do đó, không có vật liệu nào tiếp xúc với chất bôi trơn. Bằng cách loại bỏ dầu khỏi khối lượng quét, tất cả các vấn đề về hiệu suất và bảo dưỡng liên quan đến dầu có thể được khắc phục. Do đó, hồ sơ bảo dưỡng của máy bơm chân không nén khô khá khác so với máy bơm chân không có dầu.

Trong bài viết này, tôi thảo luận về cách hoạt động của nén khô và giải thích những ưu điểm khác nhau của bơm chân không nén khô, bao gồm khả năng tiếp cận cao hơn, chi phí sở hữu thấp hơn nhiều so với bơm chân không kín dầu và sự khác biệt đáng kể về độ tin cậy.

Tại sao máy bơm khô lại trở nên phổ biến?

Máy bơm khô đã được sử dụng thành công trong hơn 25 năm, nhưng thường quá nhỏ và / hoặc đắt tiền đối với tất cả các quy trình gian khổ và có giá trị cao nhất. Tuy nhiên, sự phát triển của các đơn vị lớn hơn dựa trên kinh nghiệm của những máy bơm đầu tiên – kết hợp với những tiến bộ đáng kể trong công nghệ gia công để sản xuất máy có dung sai gần với chi phí thấp hơn – đã dẫn đến sự phát triển của công suất bơm khô hiệu quả về chi phí. Bơm chân không khô – cũng có thể được sử dụng cùng với bộ tăng tốc cơ học – có thể được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu mức chân không đến 1 x 10 ^-2 torr hoặc thậm chí có khả năng thấp hơn.

Máy bơm trục vít DRYVAC có các cánh quạt với biên dạng bước tiến và động cơ tích hợp, điều khiển bằng bộ biến tần, hiệu suất cao.

Tại sao tôi nên xem xét một máy bơm chân không khô?

Máy bơm khô khả thi hơn bao giờ hết về mặt tài chính, phần lớn là do chi phí vòng đời vượt trội so với máy bơm chân không kín dầu truyền thống. Việc xem xét tài chính không chỉ xuất phát từ giá mua ban đầu (mặc dù chúng đang trở nên gần gũi hơn nhiều), mà quan trọng là từ quan điểm hoạt động:

• Chi phí sở hữu (COO)
• Nâng cao hiệu quả sản xuất

Các yếu tố hoạt động nói trên là duy nhất đối với mọi người dùng, cách tiếp cận quy trình, cài đặt và bảo trì của họ. Tuy nhiên, quy trình và bảo trì liên quan càng gian khổ, thì đặc quyền tài chính càng buộc phải chuyển sang công nghệ chân không nén khô.

Xác định Tổng chi phí sở hữu

Trước khi tôi phác thảo các lĩnh vực ứng dụng khó khăn phổ biến nhất mà bơm khô có tác động lớn nhất, trước tiên hãy để tôi phác thảo các thành phần tiêu biểu bao gồm Tổng chi phí sở hữu.

1. Giá mua: Máy bơm khô thường có giá mua cao hơn giá mua tương đương có dầu có kích thước tương đương của chúng. Tuy nhiên, phí bảo hiểm này đối với máy bơm khô đã giảm đáng kể trong vài năm qua. Cách đây 20 năm, máy bơm chân không khô đắt gấp 2 đến 3 lần so với máy bơm kín dầu tương đương. Tại thời điểm xuất bản, chúng có thể cao hơn khoảng 50% và vẫn đang tiếp tục giảm.

2. Chi phí Bảo dưỡng: Máy bơm khô thường yêu cầu thay dầu hộp số hàng năm (2 đến 3 lít). Bơm kín dầu cần thay dầu định kỳ với khối lượng lớn hơn nhiều. Một máy bơm piston 300 cfm điển hình cần 50 lít cho mỗi lần thay dầu, điều này xảy ra từ 2 đến 4 lần hàng năm. Chi phí bảo trì cũng có thể bao gồm việc thay thế các bộ phận tiêu hao khác, chẳng hạn như bộ lọc.

Xem xét tác động của việc tăng cường bảo trì đối với Tổng chi phí sở hữu:

• Mua dầu thay thế
• Chi phí xử lý dầu thải và bộ lọc
• Chi phí thay thế các mặt hàng tiêu hao
• Bộ lọc sương mù dầu thải
• Van kẹp xả
• Bộ lọc dầu / phần tử lọc
• Mất thời gian sản xuất
• Duy trì nhân viên bảo trì cần thiết

Máy bơm khô thường cần đại tu 4 đến 5 năm một lần do thực tế là chúng không có bộ phận chạm vào, nhưng điều này có thể lâu hơn, tùy thuộc vào tuổi thọ của ổ trục. Bơm kín dầu có các bộ phận chạm, được bôi trơn và làm mát bằng dầu bơm. Do đó, chúng phụ thuộc rất nhiều vào ứng dụng – ứng dụng càng khó (nhiều nước, axit, bụi, v.v.) thì càng phải bảo dưỡng nhiều hơn. Nói chung, chi phí vòng đời của máy bơm kín dầu cao hơn giá trị tương đương chạy khô của chúng khi được sử dụng cho các ứng dụng gian khổ.

Máy bơm chân không trục vít SCREWLINE của Leybold có các cánh quạt công xôn, cho phép người dùng dễ dàng làm sạch giai đoạn nén khí.

3. Hiệu quả năng lượng

Máy bơm khô thế hệ mới nhất – những máy bơm sử dụng động cơ tiết kiệm năng lượng được tích hợp vào máy bơm để loại bỏ các phớt quay kém tin cậy – cung cấp mức năng lượng trong hoạt động bình thường tương đương với máy bơm kín dầu. (Máy bơm khô thế hệ cũ không có cấu hình trục vít tiên tiến hoặc bộ truyền động tần số thay đổi (VFD) có yêu cầu và mức tiêu thụ điện được lắp đặt cao hơn).

Ngoài ra, với sự điều khiển thích hợp, chạy ở chế độ “chờ” khi máy bơm không cần xử lý cho phép tiết kiệm năng lượng bổ sung và kéo dài tuổi thọ vòng bi / khoảng thời gian bảo dưỡng.

Cuối cùng, một số máy bơm chân không nén khô có kiểu làm mát bằng không khí, loại bỏ nhu cầu sử dụng nước lạnh. Loại bỏ các yêu cầu về nước lạnh có thể là một động lực lớn cho nhiều nhà máy chuyển sang sử dụng máy bơm chân không nén khô. Chúng cũng có thể đóng vai trò như một giải pháp thay thế tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường hơn cho các vòi phun hơi nước.

4. Hiệu suất sản xuất: 

Thường bị bỏ qua khi đánh giá giá mua – nhưng thường là yếu tố tài chính quan trọng nhất – là tác động đến hiệu quả sản xuất. Tôi coi điều này có ba thành phần:

A. Thời gian ngừng hoạt động để bảo trì theo kế hoạch: Chi phí bảo trì thực tế đã được xem xét ở trên, nhưng điều này cũng có ảnh hưởng đến thời gian sản xuất hiệu quả.

B. Công việc sửa chữa ngoài kế hoạch: Theo định nghĩa, điều này dừng thời gian sản xuất cho đến khi mặt hàng không hoạt động được sửa chữa, ngay cả khi đó là thời gian để đổi lấy phụ tùng. Không có sẵn máy bơm dự phòng có thể là một lựa chọn, nhưng trong nhiều trường hợp, điều này không hiệu quả về mặt kinh tế.

C. Hiệu suất vượt trội: Trong nhiều ứng dụng, các yếu tố của quá trình ảnh hưởng đến hiệu suất của máy bơm bằng cách kéo dài thời gian ngừng hoạt động của máy bơm kín dầu. Hiệu suất suy giảm có ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian xử lý và việc bơm lặp lại, đáng tin cậy có thể có tác động đáng kể đến sản lượng sản xuất của bạn.         

Ứng dụng nào phù hợp nhất cho máy bơm chân không khô?

Bơm chân không khô lý tưởng cho các ứng dụng khó – những ứng dụng cần thay dầu thường xuyên hơn do vật liệu đi qua buồng chân không. Trong phần này, một số chất gây ô nhiễm phổ biến được đề cập, cùng với cách chúng tác động đến máy bơm kín dầu.

1. Nước: Hơi nước là không thể tránh khỏi trong thế giới thực. Trong quá trình hoạt động của bơm kín dầu, hơi nước đi qua cửa vào và ngưng tụ trong bơm chân không, tạo thành hỗn hợp nước và dầu. Máy bơm kín dầu có khả năng bơm hơi nước hữu hạn và mặc dù có thể thực hiện các biện pháp (với chấn lưu khí), điều này ảnh hưởng đến hiệu suất và có những hạn chế riêng của nó.

Máy bơm chân không khô chạy bên trong nóng hơn, do đó hơi nước không ngưng tụ trong máy bơm. Sau đó, nó được cạn kiệt, nơi hơi nước ngưng tụ và có thể dễ dàng quản lý ở áp suất khí quyển.

2. Bụi: Đây là một phương trình đơn giản có thể làm hỏng một máy bơm chân không kín dầu:

Dầu bơm chân không + Bụi = Dán mài

Nếu quy trình của bạn tạo ra bụi và bụi này lọt vào máy bơm chân không có dầu, nó sẽ làm hỏng máy bơm nơi xảy ra chuyển động quay. Các tác động lên vòng đệm, vòng bi, cánh gạt, pít-tông và các thành phần kim loại làm giảm hiệu suất của chúng và tăng chi phí sửa chữa khi chúng yêu cầu thay thế.

Lọc đầu vào có thể giảm thiểu vấn đề này, nhưng điều này cũng có chi phí, ảnh hưởng đến hiệu suất bơm và không thể ngăn chặn bụi mịn đi qua máy bơm.

Thoái hóa dầu: Nếu quy trình của bạn tạo ra sự xuống cấp dầu nhanh chóng dẫn đến việc thay dầu rất thường xuyên, thì việc loại bỏ dầu có lợi rất nhiều. Dưới đây là một số quy trình ví dụ:

• Chu kỳ nhanh chóng và lặp đi lặp lại (Suy giảm nhiệt)
• Tấn công hóa học

Bơm chất ôxy hóa : Việc sử dụng Perfluorpolyether (PFPE) để bơm chất ôxy hóa đã là một tiêu chuẩn công nghiệp về an toàn. PFPE là bắt buộc thực sự khi bơm khí có hàm lượng oxy> 21 phần trăm, tuy nhiên nó có một số vấn đề:

• Chi phí rất cao
• Tính chất bôi trơn kém
• Sức căng bề mặt rất thấp, dẫn đến xu hướng rò rỉ cao

Trong các ứng dụng này, máy bơm khô cũng sẽ sử dụng PFPE, tuy nhiên số lượng sẽ ít hơn nhiều và nhiệm vụ của chất lỏng rất khác nhau.

Chuyển sang công nghệ chân không nén khô

Mặc dù chi phí tổng thể của máy bơm khô có thể rẻ hơn so với máy bơm bôi trơn bằng dầu, nhưng thường có những lý do phi tài chính khác để lựa chọn máy bơm khô, bao gồm:

• Giảm tiếng ồn và độ rung
• Loại bỏ khí thải dầu
• Giảm dấu chân của hệ thống bơm

Máy bơm khô cung cấp một sự thay thế hấp dẫn cho máy bơm kín dầu truyền thống trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là trong các ứng dụng khắc nghiệt, nơi quy trình tạo ra chi phí vận hành cao và / hoặc làm giảm hiệu quả sản xuất.