Lietotājiem, kuriem nepieciešams augsts vakuuma līmenis, Roots sūkņi neapšaubāmi ir pazīstama iekārta. Šie sūkņi bieži tiek kombinēti ar citiem mehāniskiem vakuumsūkņiem, lai izveidotu sūknēšanas sistēmas, kas palīdz priekšsūkņiem sasniegt augstāku vakuuma līmeni. Kā ierīces, kas spēj uzlabot vakuuma veiktspēju, Roots sūkņiem parasti ir ievērojami lielāks sūknēšanas ātrums salīdzinājumā ar priekšsūkņiem. Piemēram, mehāniskais vakuumsūknis ar sūknēšanas ātrumu 70 litri sekundē parasti tiktu savienots pārī ar Roots sūkni, kura jauda ir 300 litri sekundē. Šodien mēs izpētīsim, kāpēc augstas smalkumaieplūdes filtriparasti nav ieteicami Roots sūkņu lietojumiem.
Lai izprastu šo ieteikumu, vispirms ir jāizpēta, kā darbojas Roots sūkņu sistēmas. Sūknēšanas sistēma sākas ar mehānisko vakuumsūkni, kas uzsāk evakuācijas procesu. Kad mehāniskais sūknis sasniedz aptuveni 1 kPa un tā sūknēšanas ātrums sāk samazināties, Roots sūknis aktivizējas, lai vēl vairāk uzlabotu galīgo vakuuma līmeni. Šī koordinētā darbība nodrošina efektīvu spiediena samazināšanu visā vakuuma ciklā.
Galvenā problēma ar augstas smalkuma filtriem slēpjas to raksturīgajās konstrukcijas īpašībās. Šiem filtriem ir mazāki poru izmēri un blīvāks filtra materiāls, kas rada ievērojamu pretestību gaisa plūsmai. Roots sūkņiem, kuriem ir nepieciešama augsta gāzes caurlaidspēja, lai sasniegtu nominālo veiktspēju, šī papildu pretestība var ievērojami samazināt efektīvo sūknēšanas ātrumu. Spiediena kritums pāri augstas smalkuma filtram var sasniegt 10–20 mbar vai vairāk, tieši ietekmējot sūkņa spēju sasniegt mērķa vakuuma līmeni.
Ja sistēmu projektētāji uzstāj uz filtrēšanu smalku putekļu daļiņu apstrādei, ir pieejami alternatīvi risinājumi. Viena no praktiskām pieejām ir lielāka izmēra filtra izmantošana. Palielinot filtra elementa virsmas laukumu, attiecīgi paplašinās pieejamais gāzes molekulu plūsmas ceļš. Šī konstrukcijas korekcija palīdz mazināt sūknēšanas ātruma samazināšanos, ko izraisa pārmērīga plūsmas pretestība. Filtrs ar par 30–50 % lielāku virsmas laukumu parasti var samazināt spiediena kritumu par 25–40 % salīdzinājumā ar standarta izmēra iekārtām ar tādu pašu filtrācijas smalkumu.
Tomēr šim risinājumam ir savi ierobežojumi. Sistēmas fiziskās telpas ierobežojumi var nepieļaut lielāku filtru korpusu ievietošanu. Turklāt, lai gan lielāki filtri samazina sākotnējo spiediena kritumu, tie joprojām saglabā tādu pašu filtrācijas smalkumu, kas laika gaitā var izraisīt aizsērēšanu un pakāpeniski palielinātu pretestību. Lietojumos, kas saistīti ar ievērojamu putekļu slodzi, tas varētu izraisīt biežākas apkopes prasības un, iespējams, augstākas ilgtermiņa ekspluatācijas izmaksas.
Optimālā pieejaietver rūpīgu konkrētu pielietojuma prasību izvērtēšanu. Procesos, kuros ir nepieciešams gan augsts vakuuma līmenis, gan daļiņu filtrēšana, inženieri varētu apsvērt daudzpakāpju filtrācijas stratēģijas ieviešanu. Tas varētu ietvert zemākas smalkuma priekšfiltra izmantošanu pirms Roots sūkņa apvienojumā ar augstas smalkuma filtru pie priekšsūkņa ieplūdes atveres. Šāda konfigurācija nodrošina atbilstošu aizsardzību abiem sūkņu tipiem, vienlaikus saglabājot sistēmas veiktspēju.
Šajos pielietojumos ir ļoti svarīgi regulāri uzraudzīt filtra stāvokli. Diferenciālā spiediena mērītāju uzstādīšana visā filtra korpusā ļauj operatoriem izsekot pretestības palielināšanos un plānot apkopi, pirms spiediena kritums būtiski ietekmē sistēmas veiktspēju. Mūsdienu filtru konstrukcijās ir iekļauti arī tīrāmi vai atkārtoti lietojami elementi, kas var palīdzēt samazināt ilgtermiņa ekspluatācijas izmaksas, vienlaikus saglabājot atbilstošu vakuuma sistēmas aizsardzību.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 15. oktobris
