การกำหนดอัตราส่วนการอัดของปั๊มรากส์: ปั๊มขั้นต้นไม่ได้จับคู่กันอย่างสุ่ม

ปั๊มรากส์ไม่ได้สร้างการอัดด้วยตัวเอง มันย้ายก๊าซจากด้านแรงดันต่ำไปยังด้านแรงดันสูง ปริมาณที่ย้ายได้ขึ้นอยู่กับว่าปั๊มขั้นต้นสามารถระบายออกได้มากน้อยเพียงใด ดังนั้นครึ่งหนึ่งของงานคัดเลือกชุดปั๊มรากส์จึงอยู่ที่การจับคู่ปั๊มขั้นต้น

1. ต้องแยกอัตราส่วนสองตัวให้ชัดก่อน

อัตราส่วนความเร็วในการสูบ = ความเร็วในการสูบของปั๊มรากส์ ÷ ความเร็วในการสูบของปั๊มขั้นต้น นี่คือค่าที่คำนวณได้โดยตรงตอนคัดเลือก
อัตราส่วนการอัด = ความดันด้านระบาย ÷ ความดันด้านเข้า นี่คือค่าที่วัดได้ระหว่างการทำงาน

ภายใต้สภาวะการทำงานที่คงที่ ค่าทั้งสองจะใกล้กัน แต่อัตราส่วนการอัดยังได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิก๊าซ การรั่วไหล และความดันแตกต่าง ใช้อัตราส่วนความเร็วในการสูบเพื่อคัดเลือกเบื้องต้น และใช้อัตราส่วนการอัดที่วัดได้เพื่อตรวจสอบ

2. พารามิเตอร์พื้นฐานของซีรีส์ LC

รุ่น	ความเร็วในการสูบ 50/60Hz	กำลังไฟฟ้า	ช่องทางเข้า	ช่องทางระบาย	น้ำหนัก
LC250	250 / 300 m³/h	2.2 kW	ISO63	ISO40	61 kg
LC500	500 / 600 m³/h	2.2 kW	ISO100	ISO63	69 kg
LC1200	1200 / 1440 m³/h	4.0 kW	ISO160	ISO100	149 kg
LC2600	2600 / 3120 m³/h	7.5 kW	ISO160	ISO100	308 kg
LC4200	4200 / 5040 m³/h	11 kW	ISO250	ISO100	400 kg

สังเกตว่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ในซีรีส์ LC ไม่ได้เพิ่มขึ้นเชิงเส้นตามความเร็วในการสูบ: LC1200 ถึง LC2600 มีความเร็วในการสูบเพิ่มขึ้นกว่าสองเท่า แต่กำลังไฟฟ้าเพิ่มจาก 4.0 kW เป็น 7.5 kW ทั้งนี้เพราะกำลังไฟฟ้าที่ปั๊มรากส์ใช้ส่วนใหญ่หมดไปกับความดันแตกต่าง ไม่ใช่ความเร็วในการสูบ

3. กำหนดการจับคู่อย่างไร

แนวทางปฏิบัติทั่วไปคือใช้อัตราส่วนความเร็วในการสูบ 2~4:

2~3: กระบวนการต่อเนื่องส่วนใหญ่ ความดันแตกต่างปานกลาง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นควบคุมได้
3~4: ใช้เมื่อกระบวนการต้องการความเร็วในการสูบสูงขึ้น และปั๊มขั้นต้นถูกจำกัดด้วยพื้นที่หรือต้นทุน ต้องระวังความดันแตกต่างและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
มากกว่า 4: ความดันแตกต่างสูงเกินไป หลังโรเตอร์ขยายตัวจากความร้อนอาจเกิดการชนกับห้องปั๊ม เว้นแต่กระบวนการเป็นการสูบช่วงสั้นหรือทำงานเป็นช่วง

ยกตัวอย่างการจับคู่เฉพาะสองแบบ:

ปั๊มรากส์	อัตราส่วนความเร็วในการสูบ	ปั๊มขั้นต้น	คำอธิบาย
LC1200 (1200 m³/h)	1.9	V0630B (630 m³/h)	ความดันแตกต่างน้อย เหมาะกับการทำงานต่อเนื่อง
LC2600 (2600 m³/h)	4.1	V0630B (630 m³/h)	ใกล้ขีดจำกัด แนะนำให้สูบเป็นช่วงเท่านั้น

4. ขีดจำกัดบนของอัตราส่วนการอัดมาจากไหน

ระหว่างโรเตอร์กับห้องปั๊มของปั๊มรากส์เป็นการประกอบแบบไม่สัมผัส อาศัยช่องว่างในการซีล ยิ่งอัตราส่วนการอัดสูง สัดส่วนการไหลย้อนกลับผ่านช่องว่างก็ยิ่งสูง และความเร็วในการสูบจริงก็ลดลงเร็วขึ้น ในเวลาเดียวกัน ความร้อนจากการอัดก๊าซเนื่องจากความดันแตกต่างจะทำให้อุณหภูมิโรเตอร์สูงขึ้นและช่องว่างเล็กลง

ความดันแตกต่างที่อนุญาตซึ่งผู้ผลิตกำหนดเป็นตัวชี้วัดแบบตายตัว เมื่อคัดเลือกให้คำนวณความดันแตกต่างสูงสุดที่กระบวนการอาจเกิดขึ้น เผื่อไว้ 30% และไม่จับคู่ให้ชิดขีดจำกัด

5. เวลาสูบต้องคำนวณตามชุดปั๊ม

หลังชุดปั๊มรากส์เริ่มทำงาน ปั๊มขั้นต้นจะดึงความดันลงมาถึงช่วงที่ปั๊มรากส์สามารถต่อเข้าทำงานได้ก่อน (โดยทั่วไป 10~30 mbar) แล้วจึงเริ่มปั๊มรากส์ เวลาสูบแบ่งคำนวณเป็นสองช่วง:

ช่วงที่ปั๊มขั้นต้นทำงานลำพัง: t₁ = (V / S_ปั๊มขั้นต้น) × ln(p₀ / p_จุดเปลี่ยน)
ช่วงที่ชุดปั๊มทำงาน: t₂ = (V / S_ปั๊มรากส์) × ln(p_จุดเปลี่ยน / p_เป้าหมาย)

ห้อง 1000 L สูบจากบรรยากาศถึง 0.5 mbar ปั๊มขั้นต้น 630 m³/h จุดเปลี่ยน 20 mbar ปั๊มรากส์ 2600 m³/h:

t₁ = (1 / 0.175) × ln(1013 / 20) ≈ 5.7 × 3.92 ≈ 22 s
t₂ = (1 / 0.722) × ln(20 / 0.5) ≈ 1.38 × 3.69 ≈ 5.1 s

รวมประมาณ 27 s แต่ในการปฏิบัติจริงต้องบวกความสูญเสียจากแรงดันในท่อและเวลาในการทำงานของวาล์ว จึงวางแผนการผลิตที่ 35~40 s

6. พารามิเตอร์ที่ให้เรา

ปริมาตรห้อง ความดันเป้าหมายและเวลาสูบที่อนุญาต ปริมาณก๊าซที่ปล่อยออกจากกระบวนการ ก๊าซมีฝุ่นหรือมีฤทธิ์กัดกร่อนหรือไม่ ไฟฟ้าที่หน้างานและขนาดพื้นที่ติดตั้ง หากมีข้อมูลเหล่านี้ ก็สามารถกำหนดปั๊มรากส์และปั๊มขั้นต้นร่วมกันได้ ไม่จำเป็นต้องซื้อปั๊มใหญ่ก่อนแล้วค่อยหาปั๊มเล็กมาจับคู่