สำหรับผู้ใช้ที่ต้องการระดับสุญญากาศสูง ปั๊ม Roots ถือเป็นอุปกรณ์ที่คุ้นเคยอย่างไม่ต้องสงสัย ปั๊มเหล่านี้มักถูกนำมารวมกับปั๊มสุญญากาศเชิงกลอื่นๆ เพื่อสร้างระบบปั๊มที่ช่วยให้ปั๊มสำรองสามารถบรรลุระดับสุญญากาศที่สูงขึ้นได้ เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการสุญญากาศ ปั๊ม Roots จึงมักจะมีความเร็วในการปั๊มที่สูงกว่าปั๊มสำรองอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น ปั๊มสุญญากาศเชิงกลที่มีความเร็วในการปั๊ม 70 ลิตรต่อวินาที มักจะจับคู่กับปั๊ม Roots ที่มีอัตรา 300 ลิตรต่อวินาที วันนี้เราจะมาสำรวจว่าทำไมปั๊มความละเอียดสูงตัวกรองทางเข้าโดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้กับการใช้งานปั๊ม Roots
เพื่อทำความเข้าใจคำแนะนำนี้ เราต้องศึกษาวิธีการทำงานของระบบปั๊ม Roots ก่อน ระบบปั๊มเริ่มต้นด้วยปั๊มสุญญากาศเชิงกลที่เริ่มต้นกระบวนการดูดสูญญากาศ เมื่อปั๊มเครื่องกลมีแรงดันถึงประมาณ 1 กิโลปาสคาล และความเร็วในการสูบเริ่มลดลง ปั๊ม Roots จะทำงานเพื่อเพิ่มระดับสุญญากาศสูงสุด การทำงานที่ประสานกันนี้ช่วยลดแรงดันได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดวงจรสุญญากาศ
ปัญหาพื้นฐานของตัวกรองความละเอียดสูงอยู่ที่ลักษณะการออกแบบโดยธรรมชาติ ตัวกรองเหล่านี้มีขนาดรูพรุนเล็กลงและมีเนื้อกรองหนาแน่นขึ้น ซึ่งสร้างความต้านทานต่อการไหลของอากาศอย่างมาก สำหรับปั๊ม Roots ซึ่งต้องรักษาปริมาณก๊าซที่ไหลผ่านให้ได้ประสิทธิภาพตามที่กำหนด ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นนี้สามารถลดความเร็วในการสูบได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความดันตกคร่อมตัวกรองความละเอียดสูงอาจสูงถึง 10-20 มิลลิบาร์หรือสูงกว่า ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถของปั๊มในการไปถึงระดับสุญญากาศเป้าหมาย
เมื่อผู้ออกแบบระบบยืนยันที่จะใช้ระบบกรองเพื่อจัดการกับฝุ่นละอองขนาดเล็ก ก็มีทางเลือกอื่นให้เลือกใช้ การใช้แผ่นกรองขนาดใหญ่ขึ้นถือเป็นแนวทางปฏิบัติหนึ่ง การเพิ่มพื้นที่ผิวของแผ่นกรองจะทำให้เส้นทางการไหลของโมเลกุลก๊าซขยายตัวตามไปด้วย การปรับการออกแบบนี้ช่วยลดการสูญเสียความเร็วในการสูบน้ำที่เกิดจากความต้านทานการไหลที่มากเกินไป โดยทั่วไป แผ่นกรองที่มีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น 30-50% จะสามารถลดแรงดันตกคร่อมได้ 25-40% เมื่อเทียบกับแผ่นกรองขนาดมาตรฐานที่มีความละเอียดในการกรองเท่ากัน
อย่างไรก็ตาม โซลูชันนี้มีข้อจำกัด ข้อจำกัดทางกายภาพด้านพื้นที่ภายในระบบอาจไม่สามารถรองรับตัวกรองขนาดใหญ่ได้ นอกจากนี้ แม้ว่าตัวกรองขนาดใหญ่จะช่วยลดแรงดันตกคร่อมเริ่มต้น แต่ตัวกรองก็ยังคงความละเอียดในการกรองเท่าเดิม ซึ่งอาจทำให้เกิดการอุดตันและเพิ่มความต้านทานขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป สำหรับการใช้งานที่มีปริมาณฝุ่นมาก อาจส่งผลให้ต้องบำรุงรักษาบ่อยขึ้น และอาจมีค่าใช้จ่ายการดำเนินงานระยะยาวที่สูงขึ้น
แนวทางที่เหมาะสมที่สุดเกี่ยวข้องกับการพิจารณาข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะอย่างรอบคอบ ในกระบวนการที่จำเป็นต้องใช้ทั้งระดับสุญญากาศสูงและการกรองอนุภาค วิศวกรอาจพิจารณาใช้กลยุทธ์การกรองแบบหลายขั้นตอน ซึ่งอาจรวมถึงการใช้แผ่นกรองเบื้องต้นที่มีความละเอียดต่ำก่อนปั๊ม Roots ร่วมกับแผ่นกรองที่มีความละเอียดสูงที่ทางเข้าของปั๊มสำรอง การกำหนดค่าดังกล่าวช่วยให้มั่นใจได้ถึงการป้องกันที่เพียงพอสำหรับปั๊มทั้งสองประเภท ในขณะเดียวกันก็ยังคงประสิทธิภาพของระบบไว้ได้
การตรวจสอบสภาพตัวกรองอย่างสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานเหล่านี้ การติดตั้งมาตรวัดแรงดันต่าง ๆ ทั่วตัวเรือนตัวกรองช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถติดตามการสะสมของความต้านทานและกำหนดเวลาการบำรุงรักษาก่อนที่แรงดันตกจะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบ การออกแบบตัวกรองสมัยใหม่ยังประกอบด้วยส่วนประกอบที่สามารถทำความสะอาดหรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานในระยะยาว พร้อมทั้งยังคงรักษาการป้องกันที่เพียงพอสำหรับระบบสุญญากาศ
เวลาโพสต์: 15 ต.ค. 2568
