משאבות ואקום-מושגים בסיסיים על משאבות ואקום

לפני בחירת משאבת ואקום, נציג כמה מושגים בסיסיים על ואקום.

ואקום

דרגת הוואקום מתארת את רמת הלחץ במצב של ואקום. הערך המוצג במד ואקום מייצג את דרגת הוואקום, כלומר כמה נמוך לחץ המערכת ביחס ללחץ האטמוספירי.

במילים אחרות:

ואקום = לחץ אטמוספירי − לחץ מוחלט

הערה: לחץ אטמוספירי נלקח בדרך כלל כ־1013.25 mbar.

הוואקום הסופי של משאבת בוכנה ללא שמן יכול להגיע לכ־30 mbar.

הוואקום הסופי של משאבת דיאפרגמה עמידה לכימיקלים יכול להגיע ל־1 mbar.

הוואקום הסופי של משאבת שמן יכול להגיע לכ־0.0004 mbar.

לחץ יחסי סופי Ultimate relative pressure

לחץ יחסי מתייחס לכמה נמוך הלחץ הנמדד בתוך המערכת ביחס ללחץ האטמוספירי, ומציין שלחץ המערכת נמוך מן הלחץ החיצוני.

כאשר מפנים אוויר מהמכל, הלחץ בתוכו נותר נמוך מן הלחץ מחוצה לו.

לכן בעת ביטוי לחץ יחסי או לחץ מד, מקובל להשתמש בסימן מינוס כדי לציין שהלחץ הפנימי נמוך מהחיצוני.

לחץ מוחלט סופי Ultimate absolute pressure

לחץ מוחלט מתייחס לכמה גבוה הלחץ הפנימי הנמדד ביחס לוואקום התיאורטי, שבו ערך הלחץ הוא 0 פסקל.

ההשוואה נעשית לוואקום מוחלט תיאורטי. בשל מגבלות טכנולוגיות, אי אפשר להוריד את הלחץ הפנימי ל־0 פסקל מוחלט.

לכן רמת הוואקום שמשאבת הוואקום משיגה תהיה תמיד גבוהה מערך הוואקום התיאורטי.

לפיכך, כאשר מביעים לחץ במונחי לחץ מוחלט, הערך תמיד חיובי וללא סימן מינוס.

ספיקה (Pumping speed)

ספיקה מודדת את יכולת משאבת הוואקום לפנות אוויר ממכל, ונמדדת בדרך כלל בליטר לדקה (L/min) או במטרים מעוקבים לשעה (m³/h).

זהו פרמטר המפצה על זליגות אוויר. כאשר מפנים מכלים בעלי אותו נפח, משאבה בעלת ספיקה גבוהה יותר תשיג את הוואקום הנדרש בקלות רבה יותר, בעוד שמשאבה עם ספיקה נמוכה תהיה איטית או שלא תצליח להגיע לוואקום הדרוש. זאת משום שלא ניתן למנוע לחלוטין כניסת אוויר בצנרת או במכל. ספיקה גדולה יותר מפצה על אובדן הוואקום הנגרם מזליגות, ומאפשרת להגיע לרמת הוואקום האידאלית ביעילות רבה יותר. לכן מומלץ לבחור משאבת ואקום עם ספיקה גבוהה יותר מן החישוב התיאורטי. הנוסחה לחישוב ספיקה מופיעה להלן.

לאחר הבנת הפרמטרים הבסיסיים של משאבות ואקום כגון דרגת ואקום, לחץ מוחלט ולחץ יחסי, ניתן לעבור לבחירה המעשית של משאבת ואקום.

רמת הוואקום הנדרשת בתהליך הניסוי

לחץ העבודה של משאבת הוואקום צריך להתאים לדרישות הלחץ של התהליך.

הספיקה הנדרשת בתהליך הניסוי

משאבת הוואקום נדרשת לספיקה (כלומר היכולת לשאוב גז, נוזל ומוצקים בלחץ העבודה שלה), ביחידות מקובלות כגון m³/h, L/min, L/s וכדומה.

ניתן להשתמש בנוסחה הבאה לצורך חישוב ובחירה עצמית. כמובן, בחירת משאבות ואקום היא תהליך מקיף הכולל ניסיון וגורמים נוספים.

S = (V / t) × ln(P1 / P2)

S – ספיקה של משאבת הוואקום (L/s)

V – נפח תא הוואקום (L)

t – הזמן הנדרש להשגת רמת הוואקום (s)

P1 – לחץ התחלתי (Pa)

P2 – לחץ נדרש (Pa)

קביעת הרכב הגז הנשאב

1. גז, נוזל או חלקיקים

   אם החומר הנשאב הוא גז, נוזל או מכיל חלקיקים (כגון אבק), והגז כולל אדי מים או זיהומים כמו אבק וחלקיקים קטנים, יש לשקול בזהירות שימוש במשאבת שמן. אם נדרשות רמות ואקום גבוהות, חובה להוסיף מסנן. משאבת שמן תהיה יעילה כמקור ואקום רק אם הסרת הזיהומים מתבצעת כראוי.

2. תכונות קורוזיביות של הגז

   יש לעדכן אם הגז הנשאב הוא קורוזיבי, חומצי או בסיסי (כולל ערך pH). אם הגז מכיל תרכובות חומצה־בסיס קורוזיביות או תרכובות אורגניות, יש לבצע סינון או נטרול מתאים לפני בחירה במשאבת שמן. אם רמת הוואקום הנדרשת מאפשרת, מומלץ להשתמש במשאבת דיאפרגמה עמידה לקורוזיה.

3. זיהום גומי או שמן

   אם הגז או הנוזל הנשאב עלול לזהם גומי או שמן, יש לבחור ציוד ואקום בהתאם לאופי התווך הנשאב. בגזים עם כמויות גדולות של אדים, חלקיקים או רכיבים קורוזיביים, יש לשים לב לפתח היניקה של המשאבה ולהתקין ציוד עזר מתאים על הקו, כגון מעבה, מסנן וכדומה.

4. רעש ורעידות

   אם הרעש והרעד שמייצרת משאבת הוואקום עלולים להשפיע על הסביבה או על ציוד סמוך, חשוב להעריך גורמים אלה בשלב הבחירה.