logo Поставка вакуумного оборудования по всей России
Поставка вакуумного оборудования по России
Дистрибьютор Leybold GmbH адрес
115088 Россия Москва, ул.Угрешская, 2, стр.25
почта телефон телефон
шапка

Вакуумное оборудование

Подбор форвакуумного насоса: выбор, расчет, обоснование.

Проблема подбора форвакуумного насоса.

Рассмотрим процедуру подбора (расчета по необходимым параметрам) вакуумного насоса предварительного разряжения для вакуумной системы.
В настоящее время для откачки (создания разрежения/вакуума) вакуумного сосуда до давлений среднего и низкого вакуума используются разные механические насосы: пластинчато-роторные, спиральные, винтовые, золотниковые, мембранные.
Для выбора типа насоса необходимо отталкивться от особенностей процесса, кривой откачки (зависимость быстрота действия - давление).

Соответственно возникают следующие вопросы:

  • Как определить необходимые характеристики насоса?
  • Как учесть влияние процесса в вакуумной камере?
  • Как не переплатить за тип, производительность, бренд?

Выбор типа форвакуумного насоса в зависимости от применения

Применения для простоты разделим:
1. Простые - не накладывают особые требования на насос, то есть насос далее выбирается по остальным параметрам.
2. Накладывают требования ,например, высокое содержание воды, большая газовая нагрузка, агрессивный газ, грязные откачиваемые частицы - обычно из-за этих требований круг возможных типов/моделей сужается до 3-6 вариантов.
3. Требуют специальных решений, например, откачка больших концентраций агрессивных веществ, необходимость в комплексном решении, специальные версии насосов - обычно это 1-2 типа, причем обязательна установка дополнительного оборудования, напрмер: система фильтров, охладители, мониторинг расходов среды, температур, уровня масла.

Пример подбора вакуумного насоса

Объем вакуумной камеры V=1,0 м3
Начальное давление P1= 105Па
Конечное давление P2= 5 Па
Время вакуумирования t=20 мин

Можно говорить о 2-х вариантах определения быстроты действия (Sн)

- с допущением Sэф=const или с допущением Sэф≠const

Sн - это быстрота действия измеренная непосредственно на всасывающем патрубке насоса

Sэф - это эффективная быстрота действия откачки вакуумной камеры она учитывает проводимость трубопровода (ниже чем Sн)

1. В случае, когда быстрота действия постоянна во всем диапазоне давлений можно применить время откачки определяется по формуле Формула определения времени вакуумирования от P1 до P2 при Sэф=конст , также допустив Формула определения быстроты действия насоса получаем:
Формула определения времени вакуумирования от P1 до P2 при Sэф=конст

На основании расчета нам необходим насос с S=33 м3/ч и предельным остаточным давлением не более 1 Па (необходим "запас подавлению" из-за особеностей характеристик - при предельном давлении S=0), подходят модели:

Пластиначато-роторный маслозаполненный насос TRIVAC D40B S=40 м3/ч, P пред=0,2 Па.

Безмасляный спиральный насос SCROLLVAC SC30D S=26 м3/ч, P пред=1 Па. Требований к безмасляной откачке нет, поэтому выбираем более дешевое и "классическое " решение - РПВН (роторно-пластинчатый вакуумный насос) TRIVAC D40B.

Выбор, расчет, обоснование форвакуумного насоса

2. В случае S≠const необходимо применять сервис по расчету кривой откачки так как формулы быстроты дейтсвия насоса в этом случае не вывести, необходимо принимать различные варианты и проверять каждый из них. Это не займёт много времени, при использовании сервиса rascam (ссылка) .

Уточним геометрию трубопровода: Dтруба = 40мм, диаметр патрубка выбранного насоса, Lтруба=2м.

Проведем расчеты кривых откачки данной вакуумной камеры для насосов:

Выбор, расчет, обоснование форвакуумного насоса
SOGEVAC SV40B - одноступенчатый маслозаполненный пластинчато-роторный насос, S=38,5 м3/ч, P пред=5 Па.

TRIVAC D40B - одноступенчатый маслозаполненный пластинчато-роторный насос, S=40 м3/ч, P пред=0,2 Па.

SCROLLVAC SC30D - Безмасляный спиральный насос S=26 м3/ч, P пред=1 Па.

Насос SOGEVAC SV40B: давление в камере 5Па недостижимо, давление 10Па через 23 минуты.
Насос TRIVAC D40B: давление в камере 5Па через 12 минут.
Насос SCROLLVAC SC30D: давление в камере 5Па через 27 минут.

Выбор, расчет, обоснование форвакуумного насоса

Для реализации задачи выбираем РПВН (пластинчато-роторный вакуумный насос) TRIVAC D40B.

Для определения необходимой быстроты действия вакуумного насоса в областях низкого и среднего вакуума (до 10Па) допустимо использовать допущение постоянства быстроты действия и применять упрощенную формулу уравнения откачки.