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13906298796@139.comSe una pompa per vuoto rotativa a palette con guarnizione ad olio va in stallo a 5 mbar invece di scendere alla pressione finale nominale prossima a 0,5 mbar, un tecnico esperto controlla l'olio prima di toccare le palette, il motore o l'accoppiamento. In questo modello di pompa, l'olio è un elemento attivo all'interno della camera di pompaggio piuttosto che un lubrificante tamponato sui bordi, e il vacuometro è solitamente il primo luogo in cui si manifesta una funzione difettosa dell'olio.
Una carica di olio svolge quattro funzioni contemporaneamente: sigilla gli spazi vuoti, lubrifica le palette scorrevoli, allontana il calore di compressione e protegge ogni superficie interna dalla corrosione. Perdendo una qualsiasi funzione seguiranno le altre.
Capire cosa fa effettivamente l'olio rende la selezione dell'olio, il monitoraggio delle condizioni e gli intervalli di cambio molto più facili da difendere, sia che si acquistino pompe o che si utilizzino 24 ore su 24.
Dove entra effettivamente l'olio all'interno della pompa
Una pompa per vuoto rotativa a palette è una macchina volumetrica. Un rotore eccentrico gira all'interno di uno statore cilindrico e le palette che scorrono nelle fessure ricavate nel rotore dividono lo spazio tra rotore e statore in camere che crescono all'ingresso e si restringono verso lo scarico. Senza fasce elastiche o guarnizioni dinamiche su cui fare affidamento, la macchina dipende da giochi di soli centesimi di millimetro che rimangono effettivamente chiusi e l'olio, alimentato continuamente nella camera di pompaggio, è ciò che li chiude. Una volta all'interno, migra verso quattro lacune critiche:
- le punte delle palette premono contro la parete dello statore,
- la pala termina scorrendo nelle fessure del rotore,
- il gioco a forma di mezzaluna tra rotore e statore,
- la sede della valvola di scarico, che deve rimanere chiusa contro il vuoto tra i cicli di compressione.
- Un film d'olio sigilla la punta della pala contro la parete dello statore.
- I paraolio hanno il gioco più ampio, sul lato di aspirazione del rotore.
- L'olio inonda la stretta mezzaluna dove il rotore quasi tocca lo statore.
Lo stesso principio delle palette funziona anche a pressione positiva: è il cuore del ventilatore rotativo a palette scorrevoli, che muove l'aria pulita nel trattamento dell'acqua e nel servizio pneumatico a bassa pressione dove le esigenze di tenuta sono molto più delicate. Sotto vuoto, la geometria identica diventa spietata: qualsiasi spazio vuoto che il film d'olio non riesce a colmare appare direttamente come perdita di pressione finale.
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Sigillatura
Sigillatura is the function that makes vacuum possible. The oil film between vane tip and stator is only microns thick, yet it holds back a pressure difference of up to roughly 1,000 mbar between adjacent chambers. If the film breaks, gas slips backward from the compression side to the inlet side; the pump keeps turning while the needle refuses to fall. Oil also keeps the exhaust valve seated until chamber pressure exceeds it.
Lubrificazione
Ogni pala scivola fuori dalla sua fessura e scorre lungo la parete dello statore due volte per giro alla vera velocità di scorrimento. Lo strato di olio sostituisce il contatto metallo-metallo con l'attrito del fluido, mantiene prevedibile l'usura delle palette e delle fessure e serve anche i cuscinetti del rotore e le guarnizioni dell'albero. Una pompa che sta esaurendo l'olio utilizzabile annuncia il problema in modo udibile - un tintinnio o un colpo - ben prima che si blocchi.
Raffreddamento
L'olio assorbe il calore della compressione del gas e lo trasporta all'alloggiamento della pompa, o a un circuito esterno o raffreddato ad acqua sui modelli più grandi, e spegne il punto più caldo della macchina: il gas compresso che scarica attraverso la valvola. Questo è il motivo per cui la temperatura della scatola dell'olio viene trattata come un indicatore di salute, con molti produttori che specificano temperature massime della scatola nell'intervallo 80-95°C. Laddove i circuiti idraulici dell'impianto sono già presenti, un sistema di raffreddamento a circolazione mantiene stabile la temperatura dell'olio, e quindi la viscosità dell'olio, durante lunghi cicli di lavoro.
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Infine, ogni superficie interna è ricoperta da un velo d'olio che mantiene la condensa e i vapori aggressivi lontani dalla lamiera scoperta. Ciò è particolarmente importante dopo il servizio umido o lo spegnimento: l'acqua residua si condensa quando la pressione si stabilizza e una pompa non protetta può arrugginirsi durante la notte, per poi staccare le palette all'avvio successivo.
| Funzione | Dove agisce | Che aspetto ha il fallimento |
|---|---|---|
| Sigillatura | Vano tips, vane slots, rotor-stator clearance, exhaust valve | La pressione finale aumenta; la pompa non si abbassa |
| Lubrificazione | Vano slots, stator wall, bearings, shaft seals | Sbattere o bussare; usura accelerata delle palette e delle fessure |
| Raffreddamento | Zona di compressione, valvola di scarico, corpo pompa | Surriscaldamento; olio cotto; le palette si incastrano o si grippano |
| Protezione dalla corrosione | Tutte le superfici metalliche interne | Ruggine superficiale dopo periodi umidi o di inattività; riavvii difficili |
Ciò che distingue l'olio della pompa per vuoto dall'olio normale
La proprietà che conta di più è la pressione del vapore, non gli additivi per pressioni estreme. Se una pompa è progettata per raggiungere 0,01 mbar, l'olio stesso deve rimanere al di sotto di tale pressione di vapore alla temperatura di esercizio, altrimenti la pompa emette vapore d'olio e non si abbassa mai. Gli oli a palette rotanti dedicati sono quindi di qualità minerale altamente raffinata, più comunemente da ISO VG 46 a VG 68, con varianti a vuoto fine distillate ulteriormente fino a quando la loro pressione di vapore si trova a ordini di grandezza inferiori alla pressione finale nominale della pompa.
La viscosità tira nella direzione opposta. L'olio troppo fluido perde la tenuta alla temperatura di esercizio; un olio troppo denso lascia le palette lente nelle partenze a freddo, aumenta l'assorbimento di potenza e sovraccarica il separatore di nebbia d'olio di scarico. I gradi sintetici – esteri o perfluoropolietere per prodotti chimici aggressivi – prolungano gli intervalli di cambio e resistono all’ossidazione, a un prezzo molto superiore.
La valvola zavorratrice del gas funziona direttamente con l'olio. In servizio umido, l'apertura della zavorra fa entrare un po' d'aria nella fase di compressione in modo che il vapore acqueo esca attraverso lo scarico prima di condensarsi nell'olio: la difesa standard contro l'emulsione lattiginosa descritta di seguito, al costo di una pressione finale raggiungibile leggermente più alta.
Come si degrada l'olio della pompa e quanto costa ogni guasto
L'olio in una pompa rotativa a palette vive all'interno del processo: tutto ciò che aspira finisce con esso in contatto. Quattro modelli di degrado causano la maggior parte delle richieste di assistenza legate al petrolio:
- Il vapore acqueo forma un'emulsione da marrone chiaro a lattiginosa. L'olio emulsionato perde prima la capacità di tenuta, quindi la pressione finale aumenta giorni prima che compaia qualsiasi sintomo meccanico.
- Solventi e idrocarburi diluiscono l'olio, assottigliando le guarnizioni e aumentando il flusso di ritorno nella camera.
- Le particelle di polvere e usura agiscono come pasta lappante tra le palette e lo statore, accelerando l'usura delle cave e le rigature.
- L'ossidazione e la vernice dovute al surriscaldamento prolungato rendono le palette appiccicose e aumentano la coppia di avviamento.
La risposta pratica è di routine piuttosto che eroica. Controllare settimanalmente il livello e il colore dell'olio attraverso il vetro spia, far funzionare il gas ballast dopo i lotti umidi, cambiare l'olio caldo in modo che i contaminanti sospesi se ne vadano con esso e sostituire il separatore di nebbia d'olio all'intervallo specificato nel manuale. È previsto il primo cambio in anticipo, in genere entro le prime 100-500 ore di funzionamento, mentre una pompa nuova elimina le particelle di rodaggio, quindi si assesterà a intervalli di circa 1.000-4.000 ore a seconda del tipo di olio e della pulizia del processo. Rispetto ad un kit di palette grippato o ad uno statore rigato, il cambio dell'olio è la soluzione più economica nel programma di manutenzione.
Quando il processo è migliore senza olio
Tutto ciò che l'olio fa bene all'interno della pompa definisce la sua debolezza al limite del vuoto: una traccia di olio è sempre presente nel percorso del gas, come flusso di ritorno nella camera o come nebbia nello scarico. Negli imballaggi alimentari, nella liofilizzazione farmaceutica, nell'elettronica e negli strumenti di laboratorio, tale traccia rappresenta un rischio di contaminazione e un costo operativo permanente.
Ci sono due risposte. Il primo mantiene la pompa ermetica e gestisce l'olio con disoleatori, sistemi di ritorno dell'olio e trappole ad adsorbimento. Il secondo rimuove completamente l'olio dalla camera di pompaggio: una pompa per vuoto Roots fa funzionare una camera di pompaggio a secco con lubrificazione di ingranaggi e cuscinetti isolata all'esterno dello spazio di vuoto, motivo per cui è ampiamente utilizzata come booster a secco su una pompa di supporto con tenuta ad olio. Esaminiamo questo compromesso confrontando le prestazioni di una pompa per vuoto Roots con una pompa rotativa a palette in applicazioni reali, e per grandi flussi secchi vale anche la pena verificare se le macchine a vite senza olio possono svolgere direttamente il lavoro di vuoto.
Pompa per vuoto Roots come booster a secco Offrendo 0,6-713,8 m3/min con una camera di pompaggio a secco e lubrificazione degli ingranaggi isolata, questa pompa Roots aumenta grandi flussi rispetto a una pompa di supporto con tenuta a olio quando la pulizia del prodotto o i costi di manutenzione dell'olio decidono la scelta. Visualizza il prodotto → In qualità di produttori sia di unità di pompaggio per vuoto Roots che di macchine a palette, riteniamo che questa decisione sia determinata meno dalla preferenza tecnologica che da due numeri: quanto deve rimanere pulito il prodotto e quanto costa la manutenzione dell'olio all'anno.
Una pratica lista di controllo dell'olio
L'olio in una pompa per vuoto rotativa a palette è allo stesso tempo l'elemento di tenuta, il lubrificante, il refrigerante e la barriera contro la corrosione, il che lo rende il materiale di consumo più importante della pompa. Gestiscilo di conseguenza:
- Utilizzare solo il tipo di olio indicato nel manuale della pompa; la sostituzione è una falsa economia a livello di vuoto.
- Controlla settimanalmente il livello e il colore dell'olio e registra contemporaneamente la tendenza finale della pressione.
- Azionare il gas ballast dopo lotti umidi o ricchi di solventi per eliminare la condensa.
- Cambiare l'olio a caldo e con esso sostituire il separatore di nebbia d'olio.
- Tratta l'olio lattiginoso, scuro o schiumoso come una condizione "stop-and-investigate", non come una nota per il mese prossimo.
Gestito in questo modo, il sistema petrolifero diventa un’assicurazione a basso costo anziché una preoccupazione ricorrente. Se stai specificando un'attrezzatura per il vuoto per la produzione di carta igienica, per il servizio di impianti di trattamento delle acque reflue o per un altro processo continuo e desideri una seconda opinione sulla selezione o sulla pianificazione della manutenzione relativa all'olio, il nostro team di ingegneri supporta i clienti dalla selezione del modello fino all'installazione e al servizio di visita di ritorno: un'abitudine costruita su tre decenni di tradizione di macchine di tipo Roots e a palette.
