Per gli utenti che necessitano di elevati livelli di vuoto, le pompe Roots sono senza dubbio apparecchiature familiari. Queste pompe vengono spesso combinate con altre pompe per vuoto meccaniche per formare sistemi di pompaggio che aiutano le pompe di supporto a raggiungere livelli di vuoto più elevati. Essendo dispositivi in grado di migliorare le prestazioni del vuoto, le pompe Roots hanno in genere velocità di pompaggio significativamente più elevate rispetto alle pompe di supporto. Ad esempio, una pompa per vuoto meccanica con una velocità di pompaggio di 70 litri al secondo verrebbe in genere abbinata a una pompa Roots con una portata nominale di 300 litri al secondo. Oggi esploreremo perché l'alta finezzafiltri di ingressonon sono generalmente consigliate per le applicazioni con pompe Roots.
Per comprendere questa raccomandazione, dobbiamo prima esaminare il funzionamento dei sistemi di pompaggio Roots. Il sistema di pompaggio inizia con la pompa per vuoto meccanica che avvia il processo di evacuazione. Quando la pompa meccanica raggiunge circa 1 kPa e la sua velocità di pompaggio inizia a diminuire, la pompa Roots si attiva per aumentare ulteriormente il livello di vuoto finale. Questo funzionamento coordinato garantisce un'efficiente riduzione della pressione durante l'intero ciclo di vuoto.
Il problema fondamentale dei filtri ad alta finezza risiede nelle loro caratteristiche progettuali intrinseche. Questi filtri presentano pori di dimensioni inferiori e un mezzo filtrante più denso, che creano una notevole resistenza al flusso d'aria. Per le pompe Roots, che si basano sul mantenimento di un'elevata portata di gas per raggiungere le prestazioni nominali, questa resistenza aggiuntiva può ridurre significativamente la velocità di pompaggio effettiva. La caduta di pressione attraverso un filtro ad alta finezza può raggiungere i 10-20 mbar o più, influenzando direttamente la capacità della pompa di raggiungere il livello di vuoto desiderato.
Quando i progettisti di sistemi insistono sulla filtrazione per il trattamento di particelle di polvere fine, sono disponibili soluzioni alternative. L'utilizzo di un filtro di dimensioni maggiori rappresenta un approccio pratico. Aumentando la superficie dell'elemento filtrante, il percorso di flusso disponibile per le molecole di gas si espande di conseguenza. Questa modifica progettuale contribuisce ad attenuare la riduzione della velocità di pompaggio causata da un'eccessiva resistenza al flusso. Un filtro con una superficie maggiore del 30-50% può in genere ridurre la caduta di pressione del 25-40% rispetto a unità di dimensioni standard con la stessa finezza di filtrazione.
Tuttavia, questa soluzione presenta dei limiti. I limiti di spazio all'interno del sistema potrebbero non consentire l'installazione di filtri più grandi. Inoltre, sebbene filtri più grandi riducano la caduta di pressione iniziale, mantengono comunque la stessa finezza di filtrazione, che potrebbe portare a intasamenti e a un progressivo aumento della resistenza nel tempo. Per applicazioni che prevedono carichi di polvere consistenti, ciò potrebbe comportare requisiti di manutenzione più frequenti e costi operativi potenzialmente più elevati a lungo termine.
L'approccio ottimalerichiede un'attenta valutazione dei requisiti applicativi specifici. Nei processi in cui sia l'elevato livello di vuoto sia la filtrazione delle particelle sono essenziali, gli ingegneri potrebbero prendere in considerazione l'implementazione di una strategia di filtrazione multistadio. Ciò potrebbe comportare l'utilizzo di un prefiltro a finezza inferiore prima della pompa Roots combinato con un filtro ad alta finezza all'ingresso della pompa di supporto. Tale configurazione garantisce un'adeguata protezione per entrambi i tipi di pompa, mantenendo al contempo le prestazioni del sistema.
Il monitoraggio regolare delle condizioni del filtro si rivela fondamentale in queste applicazioni. L'installazione di manometri differenziali lungo l'alloggiamento del filtro consente agli operatori di monitorare l'accumulo di resistenza e programmare la manutenzione prima che la caduta di pressione influisca significativamente sulle prestazioni del sistema. I filtri moderni incorporano anche elementi lavabili o riutilizzabili che possono contribuire a ridurre i costi operativi a lungo termine, garantendo al contempo un'adeguata protezione del sistema di aspirazione.
Data di pubblicazione: 15-10-2025
