วิธีเลือกปั๊มโรตารีแห้งแบบไร้น้ำมัน V15L/V25L/V40L กับปั๊มซีลน้ำมันที่อัตราการสูบเท่ากัน: คำนวณเวลาสูบสักรอบ

ช่วง 15, 25, 40 m³/h เป็นช่วงที่มักต้องกลับมาทบทวนบ่อยในการเลือกปั๊มสุญญากาศโรตารีแห้งแบบไร้น้ำมัน: ที่ 40 m³/h เท่ากัน ปั๊มไร้น้ำมันและปั๊มซีลน้ำมันมีรูปทรง ปากเชื่อมต่อ และราคาใกล้กัน แต่ในตารางสเปกกลับต่างกันถึงสองสามลำดับขนาดของความดันสุดท้าย ถ้าเลือกดูแค่อัตราการสูบ พอติดตั้งแล้วจึงพบว่าสูบลงไม่ได้; ถ้าเลือกดูแค่ความดันสุดท้าย ก็จ่ายเกินไปกับช่วงความดันที่ปั๊มไม่ได้ใช้เลย บทความนี้คำนวณเรื่องนี้ของทั้งสองประเภทให้ชัดเจน: เวลาสูบ การใช้พลังงาน และความทนต่ออัตราการรั่ว โดยใช้พารามิเตอร์ที่วัดจริงของรุ่นที่ผลิตจำหน่ายซึ่งมีอยู่ในเว็บไซต์

1. ก่อนอื่นดูว่าต่างกันตรงไหน: ความดันสุดท้ายต่างกันสองลำดับขนาด

รุ่น	ประเภท	อัตราการสูบ 50/60Hz	กำลังไฟ	ความดันสุดท้าย	เสียงรบกวน	น้ำหนัก	ปากทางเข้า
DPL-V15L	โรตารีแห้ง	15 / 19 m³/h	0.35 kW	90 mbar	61 dB(A)	ประมาณ 22.4 kg	G3/4″
DPL-2V18	ซีลน้ำมันสองขั้น	17 / 20.4 m³/h	0.55 kW	1×10⁻³ mbar	57 dB(A)	39 kg	NW25
DPL-V25L	โรตารีแห้ง	25 / 30 m³/h	0.75 kW	90 mbar	62 dB(A)	ประมาณ 26 kg	G3/4″
DPL-2V28	ซีลน้ำมันสองขั้น	27.5 / 33 m³/h	0.75 kW	1×10⁻³ mbar	57 dB(A)	44 kg	NW25
DPL-V40L	โรตารีแห้ง	40 / 48 m³/h	1.5 kW	90 mbar	67 dB(A)	ประมาณ 38.5 kg	G3/4″
DPL-V0040A	ซีลน้ำมันขั้นเดียว	40 / 48 m³/h	1.5 kW	0.1 mbar	62 dB(A)	43 kg	G1 1/4″

90 mbar เป็นความดันสัมบูรณ์ เท่ากับ 9 kPa; 0.1 mbar คือหนึ่งในเก้าร้อยของค่านี้ และ 1×10⁻³ mbar คือหนึ่งในเก้าหมื่นของค่านี้ ช่องว่างนี้ไม่ใช่สิ่งที่ “ซื้อปั๊มใหญ่ขึ้นหนึ่งไซซ์” จะชดเชยได้: ความดันสุดท้ายของปั๊มโรตารีแห้งแบบไร้น้ำมันถูกกำหนดโดยปริมาตรช่องว่าง โรเตอร์แต่ละรอบหมุนจะพากลุ่มก๊าซความดันสูงก้อนเล็กกลับเข้าห้องทางเข้าใหม่ อัตราการสูบจะใหญ่แค่ไหนก็กดลงต่ำกว่า 90 mbar ไม่ได้ ในทางกลับกัน หากกระบวนการต้องการเพียงสุญญากาศหยาบ 50~80 mbar ความสามารถสองสามลำดับขนาดของปั๊มซีลน้ำมันก็เป็นส่วนเผื่อทั้งหมด ซื้อมาก็เสียเปล่า

2. ตัวอย่างการคำนวณเวลาสูบ: ห้อง 1 m³ สูบจากบรรยากาศถึง 50 mbar

ช่วงสุญญากาศหยาบใช้การประมาณแบบอุณหภูมิคงที่ เวลาสูบคือ:

t = (V / S) × ln(p₁ / p₂)

V คือปริมาตรห้อง S คืออัตราการสูบ p₁ คือความดันเริ่มต้น p₂ คือความดันเป้าหมาย แทนค่า V = 1000 L, p₁ = 1013 mbar, p₂ = 50 mbar, ln(1013/50) = 3.01

DPL-V40L: S = 40 m³/h = 11.1 L/s t = 1000 / 11.1 × 3.01 ≈ 271 s หรือประมาณ 4.5 นาที

DPL-2V28: S = 27.5 m³/h = 7.64 L/s t = 1000 / 7.64 × 3.01 ≈ 394 s หรือประมาณ 6.6 นาที

DPL-V0040A ที่ 40 m³/h เท่ากันมีอัตราการสูบเท่ากับ DPL-V40L เวลาสูบตามอุดมคติจึงเป็น 271 s เช่นกัน — ในช่วงนี้ปั๊มซีลน้ำมันไม่ได้เปรียบ เพราะอัตราการสูบของทั้งสองใกล้ 50 mbar ยังอยู่ที่ค่าพิกัด

ข้างต้นเป็นค่าอุดมคติที่ยังไม่คิดท่อ วิธีปฏิบัติทั่วไปในงานสุญญากาศคือแปลงอัตราการสูบตามทฤษฎีด้วย 80% เพื่อหาคอขวดของท่อและวาล์ว ให้ได้อัตราการสูบจริง: DPL-V40L ใช้ 8.9 L/s, t ≈ 338 s (5.6 นาที); DPL-2V28 ใช้ 6.1 L/s, t ≈ 492 s (8.2 นาที) การแปลงค่านี้หยาบ แต่เพียงพอต่อการตัดสินว่า “สูบได้ทันหรือไม่ทัน” หากห้องใหญ่ ท่อยาว วาล์วมาก ต้องลดลงมากกว่านี้

ข้อควรระวังคือ 271 s เป็นเพียงเวลาที่ก๊าซถูกเคลื่อนย้ายออกไป การคายแก๊สจากผนังห้องและการรั่วที่หน้าซีลจะทำให้เส้นโค้งแบนลงในช่วงท้าย ค่าที่อ่านจากนาฬิกาจับเวลาจริงเมื่อถึง 50 mbar จะยาวกว่าค่าที่คำนวณได้ และจะชัดเจนขึ้นเมื่อเข้าใกล้ความดันสุดท้ายของปั๊ม ISO 21360-1:2020 (ISO/TC 112 เทคโนโลยีสุญญากาศ) ในการอธิบายการวัดอัตราการสูบด้วยวิธีสูบ ก็ระบุว่าความต้านทานการไหลของท่อเชื่อมต่อที่ความดันต่ำ อัตราการรั่ว และการคายแก๊สเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อผลการวัด — เวลาที่คำนวณได้จึงใช้เป็นขอบเขตล่างเท่านั้น

3. บัญชีการใช้พลังงาน: ไร้น้ำมันไม่ได้แปลว่าประหยัดไฟ

การใช้พลังงานไฟฟ้าต่อการสูบหนึ่งครั้ง = กำลังไฟ × เวลา:

รุ่น	กำลังไฟ	เวลาสูบตามอุดมคติ	การใช้พลังงานต่อครั้ง
DPL-V15L	0.35 kW	722 s	0.070 kWh
DPL-2V18	0.55 kW	637 s	0.097 kWh
DPL-V25L	0.75 kW	433 s	0.090 kWh
DPL-2V28	0.75 kW	394 s	0.082 kWh
DPL-V40L / DPL-V0040A	1.5 kW	271 s	0.113 kWh

ในสามช่วงนี้ การใช้พลังงานต่อครั้งของปั๊มซีลน้ำมันต่ำกว่าปั๊มไร้น้ำมันเล็กน้อย: ช่วง 15 คือ 0.097 เทียบกับ 0.070 kWh, ช่วง 40 คือ 0.113 เทียบกับ 0.113 kWh เท่ากัน, ช่วง 25 คือ 0.082 เทียบกับ 0.090 kWh สาเหตุคือกำลังมอเตอร์ในช่วงเดียวกันใกล้กัน แต่ปั๊มซีลน้ำมันสูบช้ากว่า เวลาที่จ่ายไฟจึงสั้นกว่า สิ่งที่ปั๊มไร้น้ำมันประหยัดคือน้ำมัน ละอองน้ำมัน และชั่วโมงแรงงานเปลี่ยนน้ำมัน ไม่ใช่ค่าไฟฟ้า หากคิดที่ 200 ครั้งต่อวันและ 300 วันต่อปี ปั๊มไร้น้ำมันช่วง 25 จะใช้พลังงานมากกว่าปั๊มซีลน้ำมันประมาณ 500 kWh ค่าไฟฟ้าจำนวนนี้อยู่ในลำดับเดียวกับค่าเปลี่ยนน้ำมันและไส้กรองปีละหลายครั้ง เวลาเลือกจึงไม่ควรอ้างเฉพาะมิเตอร์ไฟ

4. ความดันสุดท้ายถูกลดทอนด้วยอัตราการรั่วอย่างไร

p = p_ขีดจำกัด + Q / S_ประสิทธิผล

Q คือผลรวมของอัตราการรั่วและอัตราการคายแก๊สของระบบ S_ประสิทธิผล คืออัตราการสูบจริงหลังแปลงค่า สมมติ Q = 5×10⁻² mbar·L/s (ห้องเล็กที่ประกอบทั่วไปและยังไม่ได้ตรวจด้วยฮีเลียมมักถึงระดับนี้ได้ง่าย):

DPL-2V28: S_ประสิทธิผล = 6.1 L/s, Q/S = 0.0082 mbar ความดันสุดท้ายของปั๊มคือ 1×10⁻³ mbar ค่าจริงจะหยุดอยู่ที่ประมาณ 9×10⁻³ mbar ต่างกันเกือบหนึ่งลำดับขนาด หากจะกดไปถึง 1×10⁻³ mbar การเปลี่ยนปั๊มให้ใหญ่ขึ้นอย่างเดียวไม่ช่วย ต้องลด Q ให้ถึงระดับ 10⁻³ ก่อน

DPL-V40L: ที่ 5×10⁻² mbar·L/s เท่ากัน S_ประสิทธิผล = 8.9 L/s, Q/S = 0.0056 mbar เมื่อเทียบกับความดันสุดท้าย 90 mbar การเพิ่มขึ้นเล็กน้อยนี้มองไม่เห็นบนมาตรวัดเลย ปั๊มไร้น้ำมันไม่ไวต่ออัตราการรั่ว ไม่ใช่เพราะซีลดี แต่เพราะจุดเริ่มต้นสูงอยู่แล้ว; หากปั๊มซีลน้ำมันจะแสดงความสามารถ ต้องมีระบบที่สะอาดและการตรวจรั่วที่เหมาะสม

เช่นเดียวกัน ความดันสุดท้ายของ DPL-V0025A คือ 0.5 mbar ส่วน DPL-V0040A คือ 0.1 mbar ก่อนเลือกสองรุ่นนี้ให้ยืนยันก่อนว่ากระบวนการต้องการกี่ mbar — หากต้องการ 5 mbar V0040A เพียงพอ; หากต้องการ 0.05 mbar ต้องดู DPL-2V18 / DPL-2V28 ชนิดสองขั้น

5. สื่อและงานบำรุงรักษา: ไอน้ำ ฝุ่น ละอองน้ำมัน

ISO 21360-2:2020 กำหนดความทนทานต่อไอน้ำเป็น “ความดันย่อยของไอน้ำสูงสุดที่ส่งผ่านได้โดยไม่เกิดการควบแน่น” และจัดเป็นรายการที่ต้องวัดสำหรับปั๊มสุญญากาศแบบปริมาตร เมื่อนำมาใช้กับการเลือก:

เมื่อสูบวัสดุที่มีไอน้ำหรือตัวทำละลาย (การอบแห้ง การไล่ฟอง การซีลบรรจุภัณฑ์) ปั๊มซีลน้ำมันต้องใช้แก๊สบาลาสต์พาก๊าซที่ควบแน่นได้ออกไป DPL-2V18 / DPL-2V28 เมื่อเปิดแก๊สบาลาสต์มีความดันสุดท้าย 1.5×10⁻² mbar สูงกว่าเมื่อปิดแก๊สบาลาสต์หนึ่งลำดับขนาด นี่คือราคาที่ต้องจ่ายเพื่อให้ผ่านไอน้ำ
ปั๊มไร้น้ำมันไม่มีปัญหาน้ำมันอิมัลชัน แต่ไอน้ำที่ควบแน่นในห้องปั๊มก็ยังสะสมเป็นน้ำ ต้องมีตัวแยกไอน้ำหรือระบายเป็นระยะ โดยปฏิบัติตามคู่มือที่มาพร้อมเครื่อง
ในที่ที่มีฝุ่น ทั้งสองประเภทต้องเพิ่มไส้กรองที่ด้านทางเข้า หากไส้กรองของปั๊มซีลน้ำมันเสื่อสภาพ ฝุ่นจะเข้าสู่น้ำมันด้านล่างโดยตรง กลายเป็นตะกอนน้ำมัน ชิ้นที่เสียก่อนคือใบพัดโรตารีและฝาปิด; ผลเมื่อไส้กรองของปั๊มไร้น้ำมันเสื่อสภาพคือห้องปั๊มสึกหรอ แต่ไม่มีขั้นตอนเปลี่ยนน้ำมัน
ปริมาณน้ำมันที่ต่างกันสัมพันธ์โดยตรงกับงานบำรุงรักษา: DPL-2V18 คือ 0.75~~1.05 L, DPL-2V28 คือ 1.2~~1.5 L, DPL-V0040A คือ 1.5 L; DPL-V15L / V25L / V40L ใช้น้ำมันเป็นศูนย์
เสียงรบกวน: DPL-2V18 / DPL-2V28 คือ 57 dB(A), รุ่นไร้น้ำมันสามรุ่นคือ 61~67 dB(A) หากติดตั้งในฝาครอบเครื่อง ความแตกต่างไม่มาก แต่หากติดตั้งข้างแท่นปฏิบัติงานจะมีความแตกต่าง

6. การตัดสินตามกระบวนการ

ลักษณะกระบวนการ	การเลือก
ความดันทำงานสูงกว่า 90 mbar: การดูดด้วยสุญญากาศ การจับยึด การขึ้นรูปแบบสุญญากาศ การสูบหยาบสำหรับบรรจุภัณฑ์	DPL-V15L / V25L / V40L
ความดันทำงาน 5~50 mbar, ห้องสะอาด ไม่มีข้อกำหนดเรื่องละอองน้ำมัน	DPL-V15L / V25L / V40L เพิ่มอัตราการสูบขึ้นหนึ่งช่วง
ความดันทำงาน 1~10 mbar, ต้องเดินต่อเนื่อง	DPL-2V18 / DPL-2V28
ความดันทำงาน 0.1~1 mbar, ขั้นเดียวก็พอ	DPL-V0025A / DPL-V0040A
ไอน้ำหรือไอตัวทำละลายปริมาณมาก	DPL-2V18 / DPL-2V28 เปิดแก๊สบาลาสต์
เคลื่อนย้ายบ่อย สลับหลายสถานีไวต่อน้ำหนัก	DPL-V15L (22.4 kg)

ข้อเตือนสำคัญสองข้อ: หนึ่ง ในพื้นที่ 60 Hz เอกสารสเปกระบุว่าบางรุ่นไม่เหมาะ ต้องยืนยันรุ่นและรูปแบบการกำหนดค่าก่อนสั่งซื้อ; สอง อย่าใช้ “อัตราการสูบใหญ่ขึ้นหนึ่งช่วง” ไปชดเชยความดันสุดท้าย ชดเชยไม่ได้ มีแต่จะใช้ไฟมากขึ้นและกินที่มากขึ้น

เวลาสูบสามารถประมาณได้ก่อนด้วยเครื่องคำนวณการเลือก จากนั้นดูคำอธิบายเกี่ยวกับความดันสุดท้ายและแก๊สบาลาสต์ในคำถามที่พบบ่อย สำหรับรุ่นไร้น้ำมันขั้นเดียวดู DPL-V15L, DPL-V25L, DPL-V40L; ชนิดซีลน้ำมันสองขั้นดู DPL-2V18, DPL-2V28; ชนิดซีลน้ำมันขั้นเดียว 20~110 m³/h ทั้งซีรีส์ดู DPL-V0025A~V0100

คำถามที่พบบ่อย

ปั๊มโรตารีแห้งแบบไร้น้ำมัน 90 mbar สูบถึง 10 mbar ต้องใช้เวลานานเท่าไร?

สูบไม่ถึง ไม่ว่าจะนานแค่ไหนก็ไม่มีประโยชน์ 90 mbar เป็นขีดจำกัดเชิงโครงสร้างของปั๊มโรตารีแห้งแบบไร้น้ำมัน ซึ่งกำหนดโดยปริมาตรช่องว่าง DPL-V15L / V25L / V40L ล้วนเป็น 90 mbar หากต้องการ 10 mbar ให้เลือก DPL-2V18 ชนิดซีลน้ำมันสองขั้น (1×10⁻³ mbar) หรือ DPL-2V28

ที่ 40 m³/h เท่ากัน DPL-V40L กับ DPL-V0040A ใช้เวลาสูบเท่ากันหรือไม่?

ช่วงสุญญากาศหยาบโดยพื้นฐานเท่ากัน สำหรับห้องขนาด 1 m³ สูบจากบรรยากาศถึง 50 mbar ค่าทางทฤษฎีทั้งคู่คือ 271 s เมื่อแปลงอัตราการสูบจริงที่ 80% จะได้ประมาณ 338 s ข้อแตกต่างอยู่ที่ความดันสุดท้าย: V40L คือ 90 mbar ส่วน V0040A คือ 0.1 mbar

ปั๊มไร้น้ำมันประหยัดไฟกว่าปั๊มซีลน้ำมันหรือไม่?

ไม่แน่เสมอไป กำลังมอเตอร์ในช่วงเดียวกันใกล้กัน DPL-V15L คือ 0.35 kW เทียบกับ DPL-2V18 ที่ 0.55 kW; DPL-V25L กับ DPL-2V28 ต่างก็เป็น 0.75 kW สำหรับการใช้พลังงานต่อการสูบหนึ่งครั้ง ปั๊มซีลน้ำมันกลับต่ำกว่าเล็กน้อยเพราะสูบช้ากว่า ตัวอย่างเช่น 2V28 ใช้ 0.082 kWh ส่วน V25L ใช้ 0.090 kWh

กับวัสดุที่มีไอน้ำ ควรเลือกปั๊มไร้น้ำมันหรือปั๊มซีลน้ำมัน?

ดูปริมาณไอน้ำเป็นหลัก หากมีก๊าซที่ควบแน่นได้เล็กน้อย ปั๊มไร้น้ำมันไม่มีปัญหาน้ำมันอิมัลชัน; หากไอน้ำปริมาณมากและเดินต่อเนื่อง ให้เลือก DPL-2V18 / DPL-2V28 และเปิดแก๊สบาลาสต์ เมื่อเปิดแก๊สบาลาสต์ความดันสุดท้ายคือ 1.5×10⁻² mbar ทั้งสองแบบต้องมีตัวแยกไอน้ำหรือระบายน้ำเป็นระยะ

ถ้าอัตราการรั่วของระบบมาก ปั๊มไร้น้ำมันจะสูบไม่ถึง 90 mbar ด้วยหรือไม่?

ผลกระทบน้อยมาก สมมติอัตราการรั่ว 5×10⁻² mbar·L/s และอัตราการสูบจริงของ DPL-V40L 8.9 L/s อัตราการรั่วจะยกจุดสิ้นสุดขึ้นเพียง 0.0056 mbar เมื่อเทียบกับ 90 mbar ถือว่าน้อยมากจนมองข้ามได้ อัตราการรั่วเดียวกันนี้จะกินความดันสุดท้ายของปั๊มซีลน้ำมันไปเกือบหนึ่งลำดับขนาด