Nguyên lý và cấu tạo bơm hút chân không dạng cuộn xoắn ốc Scroll Vacuum Pump

Bơm hút chân không dạng cuộn xoắn ốc – Scroll Vacuum Pump là gì?

Bơm hút chân không dạng cuộn xoắn ốc, còn được gọi là bơm chân không cuộn, hay Oil Free Scroll Vacuum Pump, sử dụng hai cuộn cuộn hình xoắn ốc xen kẽ để bơm nén khí. Một trong 2 cuộn được giữ cố định (cuộn màu đỏ trong hình), trong khi cuộn còn lại quay lệch tâm, do đó bẫy và nén các túi chất lỏng giữa 2 cuộn.

Các ứng dụng của bơm hút chân không dạng cuộn – Dry Scroll Vacuum Pump

• Bơm hút chân không dùng trong môi trường sạch, không dầu, không bụi
• Cho tất cả các ứng dụng không ăn mòn, không nguy hiểm

Ưu điểm bơm hút chân không dạng cuộn – Dry Scroll Vacuum Pump

• gọn nhẹ
• không sử dụng dầu chân không
• hoạt động yên tĩnh (Tối đa 50 bBA)
• xả với áp suất khí quyển
• không có van = đáng tin cậy
• không có không gian chết = tăng hiệu quả

Nhược điểm bơm chân không cuộn:

• dễ bị hư khi hút không khí có các mảnh vụn, hạt cát, vật thể cứng

Liên hệ Good Motor để được tư vấn bơm hút chân không

Công ty Good Motor chuyên cung cấp các dòng bơm hút chân không cũ, sửa chữa bảo dưỡng bơm hút chân không vòng dầu, bơm hút chân không khô đảm bảo chất lượng, giá cả cạnh tranh và chuyên nghiệp trong dịch vụ.

Good Motor Vietnam
Phone: 0932951581 (Zalo)

TP.HCM
– 51 Bàu Cát 1, Phường 14, Quận Tân Bình, TP.HCM (Văn phòng)
– 4 Liên Khu 1-6, Bình Trị Đông, Bình Tân (Kho hàng)

Hà Nội
– Đội 1, Lạc Thị, Ngọc Hồi, huyện Thanh Trì, Hà Nội (Kho hàng)

• Chuyên bán bơm hút chân không
• Sửa chữa bảo dưỡng bơm hút chân không
• Cho thuê bơm hút chân không

Lịch sử phát triển

Léon Creux lần đầu tiên được cấp bằng sáng chế máy nén cuộn vào năm 1905 tại Pháp và Hoa Kỳ (số bằng sáng chế 801182). Ông Creux đã phát minh ra máy nén cuộn xoắn với động cơ hơi nước, nhưng công nghệ đúc kim loại thời kỳ này không đủ tiên tiến để chế tạo một nguyên mẫu hoạt động, vì máy nén cuộn đòi hỏi dung sai rất chặt để hoạt động hiệu quả. Trong bằng sáng chế năm 1905, Creux định nghĩa thiết bị nén khí gồm cuộn xoắn mở rộng quay tròn quanh cuộn xoắn cố định trên một trục đơn. Tuy nhiên, cuộn xoắn không thể vượt qua các rào cản gia công của việc tuân thủ theo hướng xuyên tâm để đạt được hiệu quả trong hoạt động cuộn không được giải quyết thỏa đáng cho đến khi các sản phẩm của Niels Young ra đời vào năm 1975.

Các máy nén cuộn xoắn ốc trên thực tế đầu tiên không xuất hiện trên thị trường cho đến sau Thế chiến II, khi các công cụ máy móc có độ chính xác cao hơn cho phép chế tạo chúng. Năm 1981, Sanden bắt đầu sản xuất máy nén cuộn thương mại đầu tiên cho máy điều hòa không khí ô tô. Năm 1983 khi Hitachi ra mắt máy điều hòa không khí đầu tiên trên thế giới với máy nén dạng cuộn xoắn ốc kín.

Thiết kế kỹ thuật bơm chân không cuộn xoắn ốc

Máy bơm chân không cuộn xoắn ốc (Dry Scroll Vacuum Pump) sử dụng hai cuộn kim loại xen kẽ để hút khí. Hình dạng cánh có hình xoắn ốc Archimedean hoặc đường cong.

Cách 1: Thông thường, một trong các cuộn được giữ cố định, trong khi cuộn còn lại di chuyển lệch tâm mà không quay, do đó bẫy và bơm các túi chất lỏng giữa các cuộn.

Cách 2: Một phương pháp khác để tạo ra chuyển động nén là đồng thời xoay các cuộn trong chuyển động đồng bộ, nhưng với các tâm xoay bù. Nếu chọn 1 trong 2 trục là hệ quy chiếu cố định, chuyển động của “cách 2” này giống với “cách 1” khi 1 cuộn thật sự đứng yên.

2 đường seal giúp làm kín 2 cuộn Scroll

Rò rỉ từ các khe hở dọc trục được ngăn chặn bằng cách sử dụng 2 đường seal nhựa dẽo, đặt vào 2 rãnh trên đầu của cả hai xoắn ốc. 2 đường seal này cũng giúp giảm ma sát và có thể được thay thế khi mòn. Một số máy nén sử dụng khí xả có áp suất để đẩy cả hai cuộn lại với nhau, loại bỏ sự cần thiết của các đường seal.

Bơm chân không dạng vòi ống mềm

Một biến thể khác của bơm chân không Scroll là dòng bơm chân không sử dụn 1 ống mềm (layflat) để hút khí. Ống mềm quấn quanh 1 trục xoay với 2 ti để giữ và đẩy không khí. Ống mềm có vỏ bọc chứa chất bôi trơn để chống mài mòn bên ngoài của ống bơm và để giúp tản nhiệt. Loại máy bơm này thường được gọi là ‘vòi pumper’. Vì không có bộ phận chuyển động tiếp xúc với chất lỏng, dòng bơm chân không này khá rẻ để sản xuất. Việc thiếu van, phớt khiến dòng bơm chân không này tương đối rẻ tiền để bảo trì. Việc bảo trì hoặc thay thế ống mềm có chi phí thấp so với các loại bơm khác.

Máy bơm hút chân không dạng cuộn có ít bộ phận chuyển động hơn các máy bơm không không loại khác, ví dụ máy bơm chân không pittông, máy bơm chân không valve xoay, do đó theo lý thuyết sẽ cải thiện độ tin cậy.

Kinh nghiệm thực tế của Good Motor đối với máy bơm chân không cuộn xoắn ốc (Scroll Vacuum Pump)

Hiệu suất hoạt động bơm chân không cuộn Scroll Pump

Các đặc tính hiệu suất của bơm cuộn khác nhau tùy thuộc vào một số yếu tố, bao gồm kích thước bơm chân không, tốc độ motor, nhiệt độ môi trường và đặc điểm của khí cần được hút chân không. Đây là danh sách đặc điểm hiệu suất quan trọng nhất về bơm chân không cuộn xoắn ốc – Scroll Vacuum Pump:

• áp suất cuối cùng khoảng 1×10^-2 mbar;
• tốc độ bơm từ 3 đến 60 m3 / giờ;
• độ kín rò rỉ dưới 1×10^-6 l.s-1
• tiếng ồn (đo được 1m từ cuối bơm) nhỏ hơn 55,4 +/- 2,5 db (A);
• được van chống khí ngược dòng

Hơn nữa, máy bơm cuộn xoắn ốc có sẵn biến tần được thiết kế sao cho phù hợp với điện nguồn tại nhiều nơi khác nhau trên thế giới và, ngoài ra, một số bơm hút chân không Scroll được trang bị biến tần 3 pha chống nhiễu từ trường để sử dụng trong môi trường từ trường bức xạ và từ trường cao.

Ứng dụng công nghiệp đối với bơm hút chân không cuộn Scroll

Máy bơm hút chân không cuộn xoắn ốc (Scroll vacuum pump) là một trong số máy bơm khô không dầu / khô (những máy bơm chân không khô/ không dầu khác là: bơm chân không màng diaphragm, bơm tăng áp/ bơm root và bơm trục vít) được sử dụng làm máy bơm trợ lực (backing pump) để bơm mở đầu trong hệ thống bơm chân không có dùng bơm khuyết tán dầu (oil diffusion vacuum pump) hoặc bơm phân tử Turbo (turbomolecular pump). Vì bơm khuyết tán dầu (oil diffusion vacuum pump) hoặc bơm phân tử Turbo (turbomolecular pump) đòi hỏi mức áp suất lý tưởng khoảng 1×10^-3 mbar để hoạt động. Trong khi đó, bơm hút chân không cuộn xoắn ốc (Scroll vacuum pump) có thể đáp ứng mức áp suất 1×10^-3 mbar.

Bơm hút chân không cuộn xoắn ốc được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, nhưng thường được sử dụng nhất để bơm và nén khí hoặc vapour (hơi chất lỏng đã chuyển thành dạng khí) khi việc bơm chân không khô/ không dầu, sạch là cần thiết. Chúng cũng được sử dụng cho các ứng dụng không ăn mòn / không nguy hiểm, phân tích bề mặt và chuẩn bị mẫu. Hơn nữa, máy bơm cuộn thường được sử dụng cho mục đích phân tích (ví dụ: phát hiện rò rỉ hoặc dùng trong kính hiển vi điện tử).

Tương tự như mọi loại máy bơm chân không khác, máy bơm hút chân không cuộn xoắn ốc (Scroll Vacuum Pump) có một số ưu điểm và một số ít hạn chế cần được xem xét trước khi mua. Tuy nhiên, có lẽ ưu điểm đáng kể nhất là bơm Scroll không cần dầu hay còn được gọi là bơm chân không khô. Việc không dùng dầu cũng làm cho chúng thân thiện với môi trường.

Các ưu điểm Good Motor đã kiểm chứng với dòng bơm Scroll Edwards, Leybold, Ulvac, Busch, Anest Iwata.

• Bơm tốc độ cao
• Khả năng xử lý hơi tốt
• Áp lực cuối cùng tốt 1×10^-3 mbar (tùy tình trạng bơm)
• Độ ồn và độ rung thấp <55 dB (A)
• Sự tiêu thụ ít điện năng
• Vòng bi bơm (trong một số kiểu máy) được cách ly với không gian chân không (vì vậy không có rủi ro nhiễm bẩn)
• Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn và trọng lượng thấp
• Máy bơm nhỏ thích hợp làm máy bơm trước cho thông lượng khí thấp
• Chi phí vận hành thấp (mặc dù chi phí ban đầu cao)
• Một số mẫu được trang bị van tự động chống ngược dòng
• Có thể dùng để hút dần như mọi loại khí

Các điểm cần lưu ý khi sử dụng bơm chân không cuộn xoắn Scroll

• Seal nhựa ở 2 cuộn sẽ bị mòn nếu có vật lạ, hạt cát bụi đi vào bơm
• Khi seal nhựa bị mòn, tốc độ bơm sẽ giảm và áp suất cuối cùng sẽ không sâu
• Một số kiểu máy (không có van xả) yêu cầu van tự động đầu vào
• Khi seal bị mài mòn bởi vật rắn đi vào bơm, mảng vụn của seal tạo ra các hạt ở đầu xả