Per als usuaris que requereixen alts nivells de buit, les bombes Roots són sens dubte un equip familiar. Aquestes bombes sovint es combinen amb altres bombes de buit mecàniques per formar sistemes de bombament que ajuden les bombes de suport a aconseguir nivells de buit més alts. Com a dispositius capaços de millorar el rendiment del buit, les bombes Roots solen tenir velocitats de bombament significativament més altes en comparació amb les seves bombes de suport. Per exemple, una bomba de buit mecànica amb una velocitat de bombament de 70 litres per segon normalment s'aparellaria amb una bomba Roots amb una capacitat nominal de 300 litres per segon. Avui explorarem per què l'alta finesa...filtres d'entradageneralment no es recomanen per a aplicacions de bombes Roots.
Per entendre aquesta recomanació, primer hem d'examinar com funcionen els sistemes de bombament Roots. El sistema de bombament comença amb la bomba de buit mecànica que inicia el procés d'evacuació. Quan la bomba mecànica arriba aproximadament a 1 kPa i la seva velocitat de bombament comença a disminuir, la bomba Roots s'activa per millorar encara més el nivell de buit final. Aquest funcionament coordinat garanteix una reducció de la pressió eficient durant tot el cicle de buit.
El problema fonamental amb els filtres d'alta finesa rau en les seves característiques de disseny inherents. Aquests filtres presenten mides de porus més petites i un medi filtrant més dens, cosa que crea una resistència substancial al flux d'aire. Per a les bombes Roots, que depenen de mantenir un alt rendiment de gas per aconseguir el seu rendiment nominal, aquesta resistència afegida pot reduir significativament la velocitat de bombament efectiva. La caiguda de pressió a través d'un filtre d'alta finesa pot arribar als 10-20 mbar o més, cosa que afecta directament la capacitat de la bomba per assolir el seu nivell de buit objectiu.
Quan els dissenyadors de sistemes insisteixen en la filtració per gestionar partícules fines de pols, hi ha solucions alternatives disponibles. L'ús d'un filtre de mida més gran representa un enfocament pràctic. En augmentar la superfície de l'element filtrant, la via de flux disponible per a les molècules de gas s'expandeix en conseqüència. Aquest ajust de disseny ajuda a mitigar la reducció de la velocitat de bombament causada per una resistència excessiva al flux. Un filtre amb un 30-50% més de superfície normalment pot reduir la caiguda de pressió en un 25-40% en comparació amb unitats de mida estàndard amb la mateixa finesa de filtració.
Tanmateix, aquesta solució té les seves limitacions. Les restriccions d'espai físic dins del sistema poden no adaptar-se a carcasses de filtre més grans. A més, tot i que els filtres més grans redueixen la caiguda de pressió inicial, mantenen la mateixa finesa de filtració que eventualment podria provocar obstruccions i un augment progressiu de la resistència amb el temps. Per a aplicacions que impliquen càrregues de pols importants, això podria resultar en requisits de manteniment més freqüents i possiblement costos operatius a llarg termini més elevats.
L'enfocament òptimimplica una consideració acurada dels requisits específics de l'aplicació. En processos on tant els alts nivells de buit com la filtració de partícules són essencials, els enginyers podrien considerar la implementació d'una estratègia de filtració multietapa. Això podria implicar l'ús d'un prefiltre de menor finesa abans de la bomba Roots combinat amb un filtre d'alta finesa a l'entrada de la bomba de suport. Aquesta configuració garanteix una protecció adequada per a tots dos tipus de bomba alhora que manté el rendiment del sistema.
El control regular de l'estat del filtre resulta crucial en aquestes aplicacions. La instal·lació de manòmetres de pressió diferencial a la carcassa del filtre permet als operadors fer un seguiment de l'acumulació de resistència i programar el manteniment abans que la caiguda de pressió afecti significativament el rendiment del sistema. Els dissenys de filtres moderns també incorporen elements netejables o reutilitzables que poden ajudar a reduir els costos operatius a llarg termini alhora que mantenen una protecció adequada per al sistema de buit.
Data de publicació: 15 d'octubre de 2025
