หน้าที่ของน้ำมันในปั๊มสุญญากาศใบพัดโรตารี: การซีล การหล่อลื่น และการหล่อเย็น

หากปั๊มสุญญากาศใบพัดโรตารีปิดผนึกด้วยน้ำมันหยุดนิ่งที่ 5 มิลลิบาร์ แทนที่จะดึงลงไปที่แรงดันสูงสุดที่กำหนดไว้ใกล้ 0.5 มิลลิบาร์ ช่างเทคนิคผู้มีประสบการณ์จะตรวจสอบน้ำมันก่อนสัมผัสใบพัด มอเตอร์ หรือข้อต่อ ในการออกแบบปั๊มนี้ น้ำมันเป็นองค์ประกอบการทำงานภายในห้องสูบน้ำ แทนที่จะเป็นสารหล่อลื่นที่ตบอยู่ที่ขอบ และเกจวัดสุญญากาศมักจะเป็นสถานที่แรกที่ฟังก์ชันน้ำมันที่ล้มเหลวแสดงออกมา

การทำความเข้าใจว่าจริงๆ แล้วน้ำมันทำอะไรทำให้การเลือกน้ำมัน การตรวจสอบสภาพ และช่วงการเปลี่ยนถ่ายง่ายต่อการป้องกัน ไม่ว่าคุณจะซื้อปั๊มหรือใช้งานตลอดเวลา

จริงๆ แล้วน้ำมันเข้าไปอยู่ในปั๊มตรงไหน

ปั๊มสุญญากาศใบพัดหมุนเป็นเครื่องแทนที่เชิงบวก โรเตอร์ประหลาดจะหมุนภายในสเตเตอร์ทรงกระบอก และใบพัดที่เลื่อนในช่องที่ตัดผ่านโรเตอร์จะแบ่งพื้นที่ระหว่างโรเตอร์ถึงสเตเตอร์ออกเป็นห้องต่างๆ ที่เติบโตที่ทางเข้าและหดตัวไปทางไอเสีย เนื่องจากไม่ต้องพึ่งพาแหวนลูกสูบหรือไดนามิกซีล เครื่องจักรจึงต้องอาศัยระยะห่างเพียงหนึ่งในร้อยของมิลลิเมตรที่ยังคงปิดอย่างมีประสิทธิภาพ และน้ำมันที่ป้อนเข้าไปในห้องสูบอย่างต่อเนื่องคือสิ่งที่ปิด เมื่อเข้าไปข้างใน มันจะย้ายไปยังช่องว่างสำคัญสี่ช่อง:

• เคล็ดลับใบพัดกดกับผนังสเตเตอร์
• ใบพัดสิ้นสุดการเลื่อนในช่องโรเตอร์
• ช่องว่างรูปพระจันทร์เสี้ยวระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์
• บ่าวาล์วไอเสียซึ่งจะต้องปิดไม่ให้เกิดสุญญากาศระหว่างรอบการอัด

1. ฟิล์มน้ำมันจะผนึกปลายใบพัดเข้ากับผนังสเตเตอร์
2. น้ำมันจะซีลช่องว่างที่กว้างที่สุดที่ด้านดูดของโรเตอร์
3. น้ำมันท่วมวงเดือนแคบซึ่งโรเตอร์เกือบจะสัมผัสกับสเตเตอร์

หลักการใบพัดเดียวกันนี้ยังทำงานที่แรงดันบวก: เป็นแกนหลักของโบลเวอร์ใบพัดเลื่อนแบบหมุน ซึ่งจะเคลื่อนอากาศสะอาดในการบำบัดน้ำและหน้าที่นิวแมติกแรงดันต่ำ ซึ่งความต้องการการปิดผนึกนั้นอ่อนโยนกว่ามาก ภายใต้สุญญากาศ รูปทรงที่เหมือนกันจะกลายเป็นเรื่องที่ไม่สามารถให้อภัยได้ ช่องว่างใดๆ ที่ฟิล์มน้ำมันไม่สามารถเชื่อมเข้าด้วยกันได้จะปรากฏขึ้นโดยตรงเมื่อสูญเสียแรงกดสูงสุดไป

โบลเวอร์ใบพัดเลื่อนแบบโรตารีสำหรับงานลมแรงดันต่ำ ด้วยการใช้รูปทรงใบพัดเดียวกันที่แรงดันบวก โบลเวอร์นี้ให้ความเร็ว 0.59-0.66 ลบ.ม./นาที ที่สูงถึง 49 kPa ที่ต่ำกว่า 60 dB ทำหน้าที่เติมอากาศในการบำบัดน้ำที่ความต้องการการปิดผนึกนั้นเบากว่าในสุญญากาศ ดูผลิตภัณฑ์ →

ฟังก์ชั่นสี่ประการของน้ำมันในปั๊มสุญญากาศใบพัดโรตารี

การปิดผนึก

การปิดผนึก is the function that makes vacuum possible. The oil film between vane tip and stator is only microns thick, yet it holds back a pressure difference of up to roughly 1,000 mbar between adjacent chambers. If the film breaks, gas slips backward from the compression side to the inlet side; the pump keeps turning while the needle refuses to fall. Oil also keeps the exhaust valve seated until chamber pressure exceeds it.

การหล่อลื่น

ใบพัดแต่ละตัวจะเลื่อนออกจากช่องและเคลื่อนไปตามผนังสเตเตอร์สองครั้งต่อรอบด้วยความเร็วการเลื่อนที่แท้จริง ชั้นน้ำมันจะเข้ามาแทนที่การสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะด้วยแรงเสียดทานของของไหล ช่วยให้คาดเดาการสึกหรอของใบพัดและช่องได้ และยังทำหน้าที่แบริ่งโรเตอร์และซีลเพลาอีกด้วย ปั๊มน้ำมันที่ใช้งานได้เหลือน้อยจะประกาศปัญหาด้วยเสียงสั่นหรือเสียงเคาะ ก่อนที่จะเกิดปัญหา

ระบายความร้อน

น้ำมันจะดูดซับความร้อนจากการอัดแก๊สและส่งต่อไปยังตัวเรือนปั๊ม หรือไปยังวงจรภายนอกหรือระบายความร้อนด้วยน้ำในรุ่นขนาดใหญ่ และจะดับจุดที่ร้อนที่สุดในเครื่องจักร นั่นคือก๊าซอัดที่ระบายออกทางวาล์ว นี่คือสาเหตุที่อุณหภูมิกล่องน้ำมันถือเป็นตัวบ่งชี้ด้านสุขภาพ โดยผู้ผลิตหลายรายระบุอุณหภูมิกล่องน้ำมันสูงสุดในช่วง 80–95°C ในกรณีที่มีวงจรน้ำในโรงงานอยู่แล้ว ระบบทำความเย็นแบบหมุนเวียนจะรักษาอุณหภูมิของน้ำมันและความหนืดของน้ำมันให้คงที่ตลอดรอบการทำงานที่ยาวนาน

ชุดระบบน้ำหล่อเย็นแบบหมุนเวียนสำหรับโบลเวอร์ ด้วยการแลกเปลี่ยนความร้อน 10,000-20,000 กิโลจูล/ชม. และปั๊มขับเคลื่อนแม่เหล็กป้องกันการรั่วซึม ชุดขนาดกะทัดรัดนี้ช่วยรักษาอุณหภูมิน้ำมันบนโบลเวอร์และคอมเพรสเซอร์ให้คงที่ ทำให้ความหนืดคงที่ตลอดรอบการทำงานที่ยาวนานโดยไม่ต้องมีท่อป้อนเพิ่มเติม ดูผลิตภัณฑ์ →

ป้องกันการกัดกร่อน

ในที่สุด พื้นผิวภายในทุกอันจะมีฟิล์มน้ำมันที่ช่วยป้องกันไม่ให้คอนเดนเสทและไอระเหยที่มีฤทธิ์รุนแรงหลุดออกจากโลหะเปลือย สิ่งนี้สำคัญที่สุดหลังจากการทำงานแบบเปียกหรือการปิดเครื่อง: น้ำที่ตกค้างจะควบแน่นเมื่อความดันเท่ากัน และปั๊มที่ไม่มีการป้องกันอาจทำให้เกิดสนิมในชั่วข้ามคืน จากนั้นใบพัดก็หลุดออกในการสตาร์ทครั้งถัดไป

สิ่งที่แยกน้ำมันปั๊มสุญญากาศออกจากน้ำมันธรรมดา

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดคือความดันไอ ไม่ใช่สารเติมแต่งที่มีความดันสูง หากปั๊มได้รับพิกัดถึง 0.01 มิลลิบาร์ ตัวน้ำมันเองจะต้องอยู่ต่ำกว่าแรงดันไอที่อุณหภูมิใช้งาน ไม่เช่นนั้นปั๊มจะปล่อยไอน้ำมันออกมาและไม่เคยดึงลง น้ำมันใบพัดหมุนโดยเฉพาะจึงเป็นเกรดแร่ที่ผ่านการกลั่นขั้นสูง โดยทั่วไปคือ ISO VG 46 ถึง VG 68 โดยมีรูปแบบสุญญากาศละเอียดกลั่นต่อไปจนกระทั่งแรงดันไอของพวกมันอยู่ต่ำกว่าแรงดันสูงสุดของปั๊มที่กำหนด

ความหนืดจะดึงไปในทิศทางตรงกันข้าม น้ำมันที่บางเกินไปจะสูญเสียซีลที่อุณหภูมิใช้งาน น้ำมันที่หนาเกินไปจะทำให้ใบพัดช้าลงเมื่อสตาร์ทเย็น เพิ่มการดึงพลังงาน และทำให้ตัวแยกละอองน้ำมันไอเสียทำงานหนักเกินไป เกรดสังเคราะห์ — เอสเทอร์หรือเพอร์ฟลูออโรโพลีอีเทอร์สำหรับเคมีเชิงรุก — ยืดช่วงการเปลี่ยนแปลงและต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ในราคาที่ถูกกว่าหลายเท่า

วาล์วบัลลาสต์แก๊สทำงานโดยตรงกับน้ำมัน ในการทำงานที่มีความชื้น การเปิดบัลลาสต์จะเปิดรับอากาศเล็กน้อยเข้าสู่ขั้นตอนการบีบอัด ดังนั้นไอน้ำจึงไหลออกทางไอเสียก่อนที่จะควบแน่นเป็นน้ำมัน ซึ่งเป็นการป้องกันมาตรฐานต่ออิมัลชันทางน้ำนมที่อธิบายไว้ด้านล่าง โดยมีต้นทุนของแรงดันสูงสุดที่เข้าถึงได้สูงกว่าเล็กน้อย

น้ำมันปั๊มเสื่อมคุณภาพอย่างไร — และความล้มเหลวแต่ละครั้งมีค่าใช้จ่ายเท่าใด

น้ำมันในปั๊มใบพัดโรตารีอาศัยอยู่ภายในกระบวนการ ทุกสิ่งที่ทางเข้าเข้าจะต้องสัมผัสกับมัน รูปแบบการย่อยสลายสี่รูปแบบทำให้เกิดการเรียกใช้บริการที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันส่วนใหญ่:

• ไอน้ำก่อตัวเป็นอิมัลชันสีแทนถึงสีน้ำนม น้ำมันที่ผสมอิมัลชันจะสูญเสียความสามารถในการปิดผนึกก่อน ดังนั้นแรงดันสูงสุดจึงคืบคลานขึ้นหลายวันก่อนที่อาการทางกลไกจะเกิดขึ้น
• ตัวทำละลายและไฮโดรคาร์บอนเจือจางน้ำมัน ทำให้ซีลบางลง และเพิ่มการไหลย้อนกลับเข้าไปในห้องเพาะเลี้ยง
• อนุภาคฝุ่นและการสึกหรอทำหน้าที่เป็นตัวประสานระหว่างใบพัดและสเตเตอร์ ซึ่งช่วยเร่งการสึกหรอและการให้คะแนนของช่อง
• การเกิดออกซิเดชันและสารเคลือบเงาจากความร้อนสูงเกินไปอย่างต่อเนื่องทำให้ใบพัดเหนียวและเพิ่มแรงบิดในการสตาร์ทเครื่อง

การตอบสนองในทางปฏิบัติเป็นเรื่องปกติมากกว่าที่จะเป็นวีรบุรุษ ตรวจสอบระดับและสีน้ำมันผ่านกระจกมองทุกสัปดาห์ ใช้งานบัลลาสต์แก๊สหลังจากชุดเปียก เปลี่ยนน้ำมันให้ร้อนเพื่อให้มีสิ่งปนเปื้อนที่แขวนลอยทิ้งไว้ และเปลี่ยนเครื่องแยกละอองน้ำมันตามช่วงเวลาที่คู่มือกำหนด คาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงครั้งแรกตั้งแต่เนิ่นๆ โดยทั่วไปภายใน 100 ถึง 500 ชั่วโมงการทำงานแรก ในขณะที่ปั๊มใหม่จะกำจัดอนุภาคที่แทรกเข้าไป จากนั้นจะคงตัวเป็นช่วงประมาณ 1,000 ถึง 4,000 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับเกรดน้ำมันและความสะอาดของกระบวนการ เมื่อวัดกับชุดใบพัดที่ยึดหรือสเตเตอร์แบบมีคะแนน การเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องถือเป็นขั้นตอนที่ถูกที่สุดในกำหนดการบำรุงรักษา

เมื่อกระบวนการดีขึ้นโดยไม่ต้องใช้น้ำมัน

น้ำมันทุกอย่างทำงานได้ดีภายในปั๊มเป็นตัวกำหนดจุดอ่อนของมันที่ขอบเขตสุญญากาศ: มีคราบน้ำมันปรากฏอยู่ในทางเดินของแก๊สเสมอ เช่น ไหลย้อนกลับเข้าไปในห้องเพาะเลี้ยงหรือเป็นหมอกในไอเสีย ในบรรจุภัณฑ์อาหาร การทำแห้งแบบเยือกแข็งทางเภสัชกรรม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องมือในห้องปฏิบัติการ ร่องรอยดังกล่าวถือเป็นความเสี่ยงในการปนเปื้อนและเป็นต้นทุนการดำเนินงานถาวร

มีสองคำตอบ ขั้นแรกเก็บปั๊มที่ซีลน้ำมันไว้และจัดการน้ำมันด้วยเครื่องแยกละออง ระบบส่งคืนน้ำมัน และตัวดักดูดซับ วิธีที่สองจะขจัดน้ำมันออกจากห้องสูบไปพร้อมกัน: ปั๊มสุญญากาศ Roots ทำงานในห้องสูบน้ำแบบแห้งโดยมีการหล่อลื่นเกียร์และแบริ่งแยกออกจากพื้นที่สุญญากาศ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะเครื่องเพิ่มแรงดันแบบแห้งเหนือปั๊มสำรองที่ปิดผนึกน้ำมัน เราตรวจสอบข้อดีข้อเสียนี้เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของปั๊มสุญญากาศ Roots กับปั๊มใบพัดโรตารีในการใช้งานจริง และสำหรับการไหลแบบแห้งปริมาณมาก ก็ควรพิจารณาว่าเครื่องสกรูไร้น้ำมันสามารถทำหน้าที่สุญญากาศได้โดยตรงหรือไม่

ปั๊มสุญญากาศ Roots เป็นตัวเพิ่มกำลังแบบแห้ง ให้อัตราการไหล 0.6-713.8 ลบ.ม./นาที พร้อมห้องสูบแบบแห้งและการหล่อลื่นเกียร์แบบแยก ปั๊ม Roots นี้เพิ่มการไหลปริมาณมากเหนือปั๊มสำรองที่ปิดผนึกน้ำมัน เมื่อความสะอาดของผลิตภัณฑ์หรือค่าบำรุงรักษาน้ำมันเป็นตัวกำหนดทางเลือก ดูผลิตภัณฑ์ →

ในฐานะผู้ผลิตทั้งปั๊มสุญญากาศ Roots และเครื่องจักรแบบใบพัด เราพบว่าการตัดสินใจครั้งนี้ได้รับการจัดการตามความชอบทางเทคโนโลยีน้อยกว่าตัวเลขสองตัว ได้แก่ ความสะอาดของผลิตภัณฑ์ และค่าบำรุงรักษาน้ำมันต่อปี

รายการตรวจสอบน้ำมันที่ใช้งานได้จริง

น้ำมันในปั๊มสุญญากาศใบพัดหมุนคือองค์ประกอบการซีล สารหล่อลื่น สารหล่อเย็น และอุปสรรคการกัดกร่อนในคราวเดียว ซึ่งทำให้เป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่สำคัญที่สุดของปั๊ม จัดการให้เหมาะสม:

• ใช้เฉพาะเกรดน้ำมันที่ระบุในคู่มือปั๊มเท่านั้น การทดแทนเป็นการประหยัดที่ผิดพลาดในระดับสุญญากาศ
• ตรวจสอบระดับน้ำมันและสีทุกสัปดาห์ และบันทึกแนวโน้มแรงดันสูงสุดในเวลาเดียวกัน
• เดินบัลลาสต์แก๊สหลังจากชุดที่เปียกหรือตัวทำละลายจำนวนมากเพื่อไล่คอนเดนเสท
• เปลี่ยนน้ำมันอุ่นและเปลี่ยนเครื่องแยกละอองน้ำมันด้วย
• รักษาน้ำมันที่มีสีน้ำนม สีเข้ม หรือมีฟองเป็นสภาวะที่ต้องหยุดและตรวจสอบ ไม่ใช่หมายเหตุสำหรับเดือนหน้า

เมื่อจัดการด้วยวิธีนี้ ระบบน้ำมันจะกลายเป็นประกันราคาถูก แทนที่จะกังวลซ้ำซาก หากคุณกำลังระบุอุปกรณ์สุญญากาศสำหรับการผลิตเนื้อเยื่อ หน้าที่โรงงานบำบัดน้ำเสีย หรือกระบวนการต่อเนื่องอื่นๆ และต้องการความเห็นที่สองเกี่ยวกับการเลือกหรือการวางแผนการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้องกับน้ำมัน ทีมวิศวกรของเราจะสนับสนุนลูกค้าตั้งแต่การเลือกรุ่นไปจนถึงบริการการติดตั้งและบริการส่งคืนเยี่ยมชม ซึ่งเป็นนิสัยที่สร้างขึ้นจากมรดกทางวัฒนธรรมของเครื่องจักรประเภท Root และ Vane มากว่าสามทศวรรษ