แบบสองขั้น 2V80 กับแบบขั้นเดียว V0100: 4×10⁻⁴ mbar คุ้มหรือไม่

เมื่อวางพารามิเตอร์ของ 2V80 และ V0100 ไว้ด้วยกัน ปฏิกิริยาแรกของหลายคนคือไม่คุ้มค่า: มอเตอร์ของปั๊มทั้งสองรุ่นเป็น 3 kW เท่ากัน ปั๊มแบบขั้นเดียว V0100 มีอัตราการสูบ 100 m³/h ขณะที่แบบสองขั้น 2V80 มีเพียง 74 m³/h อัตราการสูบน้อยกว่าแต่กำลังเท่ากัน จะเลือกแบบสองขั้นด้วยเหตุผลอะไร

คำตอบซ่อนอยู่ในอีกบรรทัดของตารางพารามิเตอร์—สุญญากาศขีดจำกัด V0100 คือ 0.1 mbar ส่วน 2V80 คือ 4×10⁻⁴ mbar สิ่งที่ต่างกันระหว่างตัวเลขสองค่านี้ไม่ใช่แค่ระยะเผื่อเล็กน้อย แต่เป็นสองลำดับขนาด และยังเป็นตัวกำหนดว่าบางกระบวนการ ปั๊มแบบขั้นเดียวเข้าไปไม่ได้เลย

1. โครงสร้างต่างกันตรงไหน

ปั๊มแบบขั้นเดียวมีห้องทำงานเพียงห้องเดียว: รับอากาศเข้า อัด และระบายออกในครั้งเดียว สุญญากาศขีดจำกัดถูกจำกัดด้วยอัตราส่วนความดันสูงสุดที่ขั้นสุดท้ายสร้างได้ บวกกับผลของวาล์วระบาย ช่องว่างรั่วไหล และความดันไออิ่มตัวของน้ำมันปั๊ม การทำได้ 0.1 mbar ถือเป็นระดับปกติของโครงสร้างแบบขั้นเดียวทั่วไป

ปั๊มแบบสองขั้นมีสองห้องต่อกันเป็นอนุกรม ก๊าซจะถูกขั้นแรกอัดไปถึงความดันกลางก่อน แล้วจึงเข้าขั้นที่สองเพื่ออัดและระบายออก อัตราส่วนความดันที่แต่ละขั้นรับผิดชอบเล็กลง ผลกระทบสัมพัทธ์จากการรั่วไหลและการไหลย้อนกลับจึงลดลง ความดันที่ไปถึงปลายทางจึงต่ำกว่ามาก 2V80 เมื่อปิดแก๊สบาลลาสต์ทำได้ถึง 4×10⁻⁴ mbar ส่วน 2V275 คือ 5×10⁻⁴ mbar

แลกมาด้วยต้นทุนที่ตรงไปตรงมา: กำลังเท่าเดิมต้องขับสองขั้น อีกทั้งตรงกลางยังมีช่องทางระหว่างขั้นเพิ่มอีกชุดหนึ่ง อัตราการสูบตามพิกัดที่ 50Hz จึงมีเพียง 74 m³/h (2V80) ตัวเศษคือการสูญเสียประสิทธิภาพจากการอัดสองขั้น ตัวส่วนคือการสูญเสียเชิงกลที่เพิ่มขึ้น

2. ความแตกต่างของปั๊มสองรุ่น

แถวที่ควรดูให้ละเอียดในตารางคือแถวเปิดแก๊สบาลลาสต์ ปั๊มแบบขั้นเดียว V0100 เมื่อเปิดแก๊สบาลลาสต์ สุญญากาศขีดจำกัดลดลงเหลือ 0.5 mbar ส่วนแบบสองขั้น 2V80 เมื่อเปิดแก๊สบาลลาสต์ยังคงอยู่ที่ 5×10⁻³ mbar เมื่อสูบวัสดุที่มีไอน้ำหรือมีตัวทำละลาย ต้องเปิดแก๊สบาลลาสต์เป็นเวลานาน ความดันที่ปั๊มทั้งสองแบบรักษาไว้ได้ต่างกันถึงสองลำดับขนาดทั้งหมด จุดนี้ในสภาพการใช้งานแบบอบแห้ง ไล่ก๊าซ หรือสูบหยาบวัสดุที่มีความชื้น มีความหมายกว่าค่าสุญญากาศขีดจำกัดตอนปิดแก๊สบาลลาสต์

3. ตัวอย่างการคำนวณ: ห้องปริมาตร 1.2 m³ สูบถึง 5×10⁻² mbar

สมมติเตาทำความร้อนเตาหนึ่ง มีปริมาตรสุทธิของห้อง 1.2 m³ (ไม่รวมพื้นที่ของจิ๊กหรืออุปกรณ์จับยึด) กระบวนการต้องการสูบถึง 5×10⁻² mbar และรอบเวลากำหนดให้ถึงภายใน 20 นาที

ใช้การประมาณแบบอัตราการสูบคงที่ซึ่งมักใช้ในขั้นสูบหยาบ:

t = (V / S) × ln(P₁ / P₂)

โดย V คือปริมาตรห้อง S คืออัตราการสูบตามพิกัดของปั๊ม (m³/s) P₁ ใช้ความดันบรรยาก

บทความที่เกี่ยวข้อง

• ปั๊มน้ำมันแบบซีลน้ำมันขั้นเดียว 0.1 mbar เพียงพอหรือไม่: วิธีตัดสินสำหรับปั๊มสำรองของงานเคลือบฟิล์ม
• ควรเปิดวาล์วแก๊สบัลลาสต์เมื่อใด และนานเท่าใด
• อิมัลชันของน้ำมันปั๊มมาจากไหน: สามแหล่งที่มาและเกณฑ์การเปลี่ยนน้ำมัน
• V0025A – V0100 ปั๊มสุญญากาศแบบใบพัดหมุนชนิดซีลน้ำมันขั้นเดียว
• V0155 ปั๊มสุญญากาศแบบโรตารีเวนซีลน้ำมันขั้นเดียว
• ปั๊มสุญญากาศแบบใบพัดหมุนชนิดซีลน้ำมันขั้นเดียว V0630B