Kiến thức chân không chung

Cách tính toán thời gian hút chân không

Tại sao chúng ta cần phải tính toán thời gian hút chân không?

Khi một hệ thống chân không được thiết kế, thường cần phải chọn một máy bơm chân không cơ học hoặc bộ máy bơm để hút chân không buồng và các đường ống liên quan trong một khoảng thời gian nhất định. Trong các tình huống trong phòng thí nghiệm hoặc nghiên cứu có thể không cần thiết như trong môi trường sản xuất mà thời gian để hoàn thành một quy trình có chi phí khá tốn của bộ phận được sản xuất. Ngoài ra, chi phí của hệ thống chân không cũng phải được xem xét. Máy bơm cỡ lớn có thể làm giảm thời gian hút chân không, nhưng nó cũng đắt hơn vì vậy phải có sự cân bằng giữa tất cả các thông số.

Có 2 phương pháp đơn giản để tính toán thời gian hút chân không; thứ nhất là cho máy bơm chân không quay (cánh quạt hoặc piston) và thứ hai là cho thể tích lớn hơn và máy bơm tăng áp chân không có thể đang được sử dụng. Cả hai phương pháp đều cho kết quả chuẩn đối với các hệ thống chân không đơn giản nơi máy bơm chân không cơ học được đặt gần buồng và các buồng trống liên quan.

Hình 1.Đồ thị hệ số quá trình hút

Thời gian hút chân không mà sử dụng cánh gạt xoay cơ học hoặc bơm piston

Công thức đơn giản được sử dụng cho phép tính này là:

Công thức tính thời gian hút chân không

Trong đó:

  • t là thời gian (phút).
  • V là thể tích buồng cần hút (lít).
  • S là lưu lượng hút (lít/phút).
  • F là hệ số quá trình hút được lấy từ biểu đồ trên.

Lưu ý: Các đơn vị được sử dụng phải nhất quán, tức là Thời gian tính bằng phút, thể tích tính bằng lít và Tốc độ tính lít trên mỗi phút.
Công thức đơn giản này hoạt động vì tốc độ bơm so với đường cong áp suất cho một cánh quạt quay hoặc bơm piston là khá phẳng cho đến khi áp suất đạt khoảng 10 Torr và sau đó nó giảm trong một đường cong mượt khi bơm mất hiệu quả ở áp suất thấp hơn.
Tốc độ bơm cho bơm chân không cơ học thường được nêu bằng feet khối mỗi phút hoặc lít mỗi phút đơn vị và có thể được lấy từ tài liệu của nhà sản xuất. Đảm bảo rằng bạn sử dụng tốc độ bơm thực tế thay vì chuyển đổi đơn vị để xem kết quả chính xác, và ở Bắc Mỹ kiểm tra rằng những con số này là khi máy bơm có động cơ điện 60 Hz.

Ví dụ 1:

Sử dụng công thức trên để tính toán thời gian hút chân không của bơm t, để đạt được mức chân không là 0,1 mbar nếu thể tích buồng là 150 lít và tốc độ bơm chân không hiện tại là 150 lít/phút.
Đầu tiên, chúng ta cần phải tìm hệ số quá trình hút F, từ đồ thị ở. Dóng qua đường 0,1 mbar trên đồ thị thì nó đi qua đường cong giữa 10 và 12, vì vậy chọn F = 11. Lưu ý rằng đường cong thể hiện bơm chân không hai cấp là cần thiết hơn. Bây giờ chúng ta có thể đặt các số vào công thức và tìm thời gian cần thiết.

Hình 2. Đồ thị khi không sử dụng và sử dụng Gas Ballast

Lưu ý: Công thức này giả định một buồng chân không sạch, mở và sử dụng các ống nối ngắn với bơm.
Vì vậy, trong ví dụ này, thời gian ước tính để hút chân không buồng này là 11 phút. Điều đó được chấp nhận cho ứng dụng hoặc nhà thiết kế có thể muốn giảm thời gian đó bằng cách sử dụng một máy bơm chân không công suất lớn hơn hoặc cho phép một máy bơm đời thực chậm hơn do các thiết bị cố định trong buồng, sản phẩm trong buồng và hoặc đường ống từ buồng đến máy bơm chân không kéo dài 8 hoặc 10 feet. Nếu nhà thiết kế muốn giảm thời gian hút chân không, sử dụng máy bơm chân không 300 lít/phút sẽ cắt giảm thời gian xuống một nửa.
Sau đó, trong điều kiện thực tế, sử dụng máy bơm chân không lớn hơn, khi hạn chế dòng chảy, thoát khí ở bề mặt, rò rỉ và tổn thất dẫn điện được xem xét, thời gian hút chân không tốt hơn hết nên đỡ hơn so với 11 phút ban đầu.

Thời gian hút chân không và sử dụng một bộ bơm tăng áp

Một tùy chọn bơm khác để hút chân không khối lượng lớn là thêm bơm tăng áp chân không vào bơm quay cơ học. Sự kết hợp của hai máy bơm chân không này hoạt động cực kỳ tốt vì hai lý do. Bơm tăng áp chân không (thường được gọi là máy thổi khí) có tốc độ bơm rất cao xung quanh mức chân không nơi hơi nước phát triển từ các bề mặt hệ thống và nó cũng làm giảm áp suất buồng khoảng 10%.

Để hút chân không các buồng chân không, bơm chân không tăng áp yêu cầu bơm hỗ trợ cơ học. Chỉ riêng tỷ lệ nén trung bình của một bộ chân không tăng áp chỉ khoảng 20:1. Điều này không đủ hiệu quả để tự tạo ra áp suất thấp trong buồng. 760 Torr chia cho hệ số 20 sẽ chỉ tạo ra áp suất khoảng 38 Torr. Sự kết hợp của hai thiết kế bơm là lý tưởng vì bộ bơm chân không tăng áp có tốc độ bơm rất cao và máy bơm dầu kín cơ học có tỷ lệ nén cao. (Máy bơm cánh gạt quay vòng dầu 2 cấp có tỷ lệ nén 50.000/1 hoặc cao hơn) Sự kết hợp này cho phép thời gian hút chân không nhanh và áp suất đủ thấp để tạo ra sự khuếch tán dầu hoặc các máy bơm phụ khác có thể bắt đầu hoạt động an toàn.

Biểu đồ tốc độ bơm so với áp suất của bơm tăng áp chân không không phải là một đường cong mượt. Biểu đồ khác nhau giữa các nhà sản xuất mặc dù thiết kế bơm dựa trên thiết kế ban đầu. Đường cong tốc độ bơm tương tự như một đường cong hình chuông và tăng lên đỉnh khi khởi động và sau đó giảm xuống khi áp suất giảm.

Hình 3. Đồ thị tốc độ để bơm hút về mức chân không cần thiết

Chú thích:

  • Ô màu đỏ: Máy bơm hút chân không vòng dầu Edward E2M40
  • Ô màu xanh dương: Máy bơm hút chân không vòng dầu Edward E2M40 kết hợp máy bơm tăng áp EH250
  • Ô màu xanh lá: Máy bơm hút chân không vòng dầu Edward E2M40 kết hợp máy bơm tăng áp EH500 (giống hình trên nhưng lưu lượng của máy bơm tăng áp lớn hơn)

Bởi vì chức năng chính của máy tăng áp chân không, hoặc máy thổi khí, là để hút hơi nước này, động cơ điện có kích thước để xử lý khối lượng công việc cần thiết trong khu vực áp suất đó. Điều này có nghĩa là bơm tăng áp chân không không được khởi động cho đến khi áp suất buồng đã giảm đủ để động cơ điện không bị quá tải. Đảm bảo rằng động cơ tăng áp không bị quá tải khi bơm ở áp suất cao hơn có thể được thực hiện theo ba cách:

Cách 1: Bằng cách sử dụng công tắc áp suất để khởi động bơm tăng áp ở áp suất chính xác.

Cách 2: Bằng cách có một van đường vòng được nạp lò xo để tuần hoàn khí.

Cách 3: Kết hợp một khớp nối chất lỏng vào bộ điều khiển động cơ trượt ở áp suất cao hơn.

Do hình dạng của đường cong bơm tăng áp, một phương pháp khác để tính toán thời gian hút chân không, công thức này là:

Trong đó:

  • t là thời gian (phút).
  • V là thể tích buồng cần hút (lít).
  • S là lưu lượng hút (lít/phút).
  • P1 P2 là áp suất (mbar, kpa, Torr…)

Trong trường hợp này, bởi vì tốc độ bơm thay đổi, chúng ta phải tính toán thời gian cần thiết cho mỗi 10% áp suất trên đường cong. Điều này làm cho công thức rất đơn giản vì logarite 10 (P1 / P2) trở thành 1.

Tức là t = 2,3 (V / S) mỗi 10%. Chúng ta có thể chọn tốc độ trung bình mỗi 10% từ đường cong tốc độ bơm tăng áp như được chỉ ra trong hình dưới. Tính toán thời gian cho mỗi 10% chúng ta cần bao gồm và sau đó cộng chúng lại.

Ví dụ 2:

Lấy cùng một thể tích buồng, 150 lít, như trong Ví dụ 1, hãy xem thời gian sơ tán so sánh như thế nào.
Sử dụng đường cong trên cùng trong (Hình 3) cho tổ máy E2M40/EH500, tốc độ bơm trung bình ước tính là cần thiết trong 40% giảm xuống còn 0,1 Torr. (Đó là 0,1 mbar trong Ví dụ 1 nhưng chênh lệch thời gian sẽ là nhỏ)
Tốc độ bơm trung bình được ước tính trong bốn 40% bắt đầu từ áp suất khí quyển ở phía bên phải của đồ thị (Hình 3) cho bộ bơm E2M40/EH500 là S1 = 30, S2 = 60, S3 = 180 và S4 = 230. Sử dụng tốc độ S1 là 30 lít/phút, T1 = 2,3.(150 / 30)=11,5 phút. Lần lượt tính toán cho S2, S3 và S4 cho T2 = 5,75 phút, T3 = 1,92 phút và T4 = 1,5 phút.

Hình 4. Đồ thị tốc độ lưu lượng bơm trung bình trong mỗi 10%

Thêm T1, T2, T3 và T4 cho tổng thời gian sơ tán khoảng 20,67 phút. Điều này gần như lâu gấp đôi so với trong Ví dụ 1, vì vậy bộ bơm này có thể không phải là lựa chọn tốt nhất cho ứng dụng này.

Một tùy chọn để cải thiện bộ bơm này có thể là làm cho bơm dự phòng lớn hơn, tức là E2M80. Hầu hết thời gian hút chân không được thực hiện trong hai lần 10% đầu tiên, trong đó S1 chỉ là máy bơm cánh gạt quay và S2 là rằng bộ bơm chân không tăng áp nhưng chưa bắt đầu bơm ở tốc độ cao nhất. Có thể tiết kiệm khoảng 7 phút bằng cách sử dụng bơm hỗ trợ lớn hơn.

Tóm lại

Bài viết này cho thấy rằng hai công thức đơn giản này có thể được sử dụng thành công để ước tính thời gian sơ tán của một buồng chân không và đường ống liên quan cho phép một nhà thiết kế so sánh các kết hợp bơm chân không khác nhau.
Việc thiết lập buồng thực tế thường sẽ phức tạp hơn so với giả định một bình rỗng, vì vậy có thể cần tính toán chính xác hơn để xem xét tổn thất dẫn điện trong buồng và đường ống. Các tính toán này thường được bao gồm để chọn kích thước chính xác cho đường ống nhám. Nếu đường ống chà nhám có đường kính quá nhỏ, tốc độ bơm hiệu quả tại buồng có thể thấp hơn khá nhiều so với tốc độ bơm thực tế tại cửa vào máy bơm do tổn thất dẫn điện.

GOOD MOTOR VIETNAM CO., LTD

Tư vấn chọn bơm hút chân không

Phone: 0932 951 581 (Zalo)
Email: orientalgear@gmail.com
Thời gian: 8:00-20:00
Vui lòng nhắn tin Zalo khi máy bận hoặc liên hệ vào buổi tối

TP.HCM
- 51 Bàu Cát 1, Phường 14, Quận Tân Bình, TP.HCM (Văn phòng)
- 04 Liên Khu 1-6, Bình Trị Đông, Bình Tân, TP.HCM (Kho hàng)
- Lầu 8,Số 19 Nguyễn Đình Chính, P.11, Phú Nhuận, Thành phố Hồ Chí Minh

Hà Nội
- Đội 1, Lạc Thị, Ngọc Hồi, huyện Thanh Trì, Hà Nội (Kho hàng)
- 934 Đường Bạch Đằng, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội (Nơi nhận hàng, bảo hành)

Đà Nẵng
- Số 1, Đường Phạm Hùng, Quận Cẩm Lệ, TP. Đà Nẵng (Nơi nhận hàng, bảo hành)

Giới thiệu Good Motor Việt Nam

Good Motor là nhà cung cấp bơm hút chân không Nhật Bản, Đức, Mỹ đã qua sử dụng với giá từ 15-20% giá bơm hút chân không mới. Chúng tôi cung cấp đầy đủ dịch vụ bảo hành, sửa chữa, tư vấn kỹ thuật đối với các khách hàng, nhà máy, công ty chế tạo máy.

Good Motor Vietnam là thành viên của GM Engineering Vietnam. Good Motor nghiên cứu các ứng dụng, giải pháp sử dụng công nghệ chân không để giải quyết các vấn đề sát với nhu cầu, tối ưu chi phí của khách hàng.

 

Các giải pháp bơm hút chân không

Chúng tôi cung cấp bơm hút chân không Nhật, Châu Âu đã qua sử dụng với các ứng dụng tiêu biểu:

Buồng hút chân không khử bọt keo Resin, Epoxy, Silicon
Giá thành thấp, phù hợp các bạn cá nhân sản xuất thủ công, quy mô nhỏ

Chế tạo máy hút chân không để khử bọt dung dịch theo tiêu chuẩn công nghiệp, tiêu chuẩn phòng sạch. Chúng tôi thiết kế, chế tạo, lắp đặt theo yêu cầu khách hàng.

Tư vấn ứng dụng bơm hút chân không để hút dịch bệnh nhân trong các phòng khám nha khoa.

Tư vấn bơm hút chân không phụ trợ bơm hút chân không Turbo, bơm hút chân không khuyết tán dầu.
Bơm hút chân không trong phân tích quang phổ, phân tích kính hiển vi.

Giải pháp hút chân không để nâng hạ vật nặng.
Ứng dụng giác hút chân không.

Cung cấp hệ thống bàn hút chân không kẹp giữ phôi máy CNC

Tư vấn máy hút chân không cho bàn hút chân không kẹp giữ phôi máy CNC.

Tư vấn bơm hút chân không khô, máy bơm hút chân không vừa hút, vừa thổi cho máy in offset.

Tư vấn máy bơm hút chân không cho ứng dụng sấy thăng hoa.

Tư vấn máy bơm hút chân không cho ứng dụng chiết xuất tinh dầu

Tư vấn bơm hút chân không cho ứng dụng chưng cất rựu, chưng cất mật ong, chưng cất các loại chất lỏng.

Hút chân không trước khi bơm khí gas máy lạnh
Hút chân không làm sạch đường ống hệ thống điện lạnh tòa nhà

Bơm hút chân không cho máy ép kính màn hình điện thoại
Bơm hút chân không cho máy ép kính ốp tường ngành trang trí nội thất

Có thể bạn chưa biết?

Áp suất khí quyển và những điều cần biết
Cách tính lưu lượng cho bơm hút chân không vòng dầu 1 cấp và 2 cấp
Áp suất chân không và các đơn vị đo
Thư viện kiến thức chân không và máy bơm hút chân không

Chuyên gia

0969.65.38.61