Како да изберете вакуумска црпка со нисок шум и висока сучна моќност?

Најважниот компромис: Како да се управува со сосејната сила и бучноста кај вакуумските пумпи.

Зошто повисокиот CFM или понискиот краен вакуум обично резултираат со повисок dB(A): физички закони и реални ограничувања.

Кога има зголемување на протокот на воздух (мерен во CFM) или по-длабоки нивоа на вакуум, конечната потреба од енергија за погон на системот се зголемува, а бучавата се зголемува на три основни начина. Прво, моторот мора да се врти побрзо за да произведе повисоки нивоа на моќност, што ќе ги генерира високочестотните, досадни звуци. Второ, протокот на воздух кај точките за всмување станува повеќе турбулентен, а целиот хаотичен проток ја зголемува бучавата од протокот на воздух на куб од брзината на протокот на воздух. Трето, настанува резонанца на деловите од системот кои делуваат како барабан, а ова се случува главно кај запечатувањата и куќиштата кога притисокот расте во системот за проток. Бидејќи скалата во децибели е логаритамска, релативно мало зголемување на протокот на воздух (околу 10%) може да доведе до зголемување на мерката на бучавата за 3 до 5 dB(A). Иако ова не изгледа како голема вредност, човековото уво ја восприема како двапати по-силна. Кога напрегнатостите надминуваат проектните граници на конструкцијата, а протокот на воздух надминува проектните граници на контейнерот за проток, почнуваат да настануваат практични проблеми. Индустриските вакуумски пумпи се добар пример за ова.

Дизајнирањето за целен вакуумски ниво од околу 25 kPa обично резултира со нивоа на бучава во опсегот од 75 dB(A), што илустрира неизбежниот компромис со кој инженерите се соочуваат помеѓу бучавата и перформансите.

Бенчмарк податоци: Потврдени перформанси на водечки модели на вакуумски пумпи

Независните извештаи од тестирање и ревизија за индустриски модели последователно потврдуваат корелацијата помеѓу сукцијата и бучавата:

Опсег на проток (CFM) Коначен вакуум (kPa) Ниво на бучава

40–60 15–18 65–70 dB(A)

80–100 20–23 75–80 dB(A)

120–150 25–28 82–87 dB(A)

Опремата дизајнирана за повеќе од 100 CFM исто така најчесто надминува 80 dB(A), прагот на кој OSHA бара заштита на слухот за работниците. Кога ќе ги погледнеме поголемите модели, разликата во перформансите помеѓу добар и одличен модел всушност се намалува. Дури и премиум моделите се ограничени на намалување на нивото на бучава само за околу 3 до 4 dB(A) во споредба со стандардните модели, поради ограничувањата на технологијата за контрола на бучавата. Што значи ова? Ако моделот има висок капацитет на сосување, мора да го дизајнираме со оглед на бучавата уште од почетокот. Не можеме да користиме евтина технологија за приглушување на бучавата за да ја маскираме проблемот, бидејќи таа ќе има минимален забележлив ефект.

Вистинска моќ на сосување: метрики над маркетиншкиот шум

Затворено сосување (kPa) и проток во отворен воздух (CFM): значење на сертификатите ISO 5801 и ISO 21890

Постојат неколку клучни метрики за мерење перформансите на системите со вакуумски пумпи. Една од нив е *затворената всмуквања*, која се мери во килопаскали (kPa) и укажува на нивото на вакуум (или притисок) што системот може да генерира без проток (т.е. ниту еден материјал не поминува низ системот). Ова е значаен фактор при разгледувањето (т.е. транспортирањето) на материјали како мокра уталина или лепливи материјали. Другата метрика е *свободен воздух* (CFM), односно струење на воздух измерено во *кубни футови по минута*, што укажува на волуменот на слободно движење на воздух низ системот; оваа мерка е најзначајна при разгледувањето на перформансите на системот додека обработува леки честички и prašina. Често, при рекламирањето на своите производи, производителите се фокусираат и ги промовираат само една од овие метрики; жално, оваа пракса создава значителна информативна неравноправност и спречува целосно и точно разбирање на нивните производи. Затоа стандардите се толку важни. Во областа на вакуумската технологија, ISO 21890 е еден од стандардите што ја спречува производителите да рекламираат свои производи врз основа на неточни или неполни метрики за перформанси на моделите. ISO 5801 е еквивалентниот стандард за индустриски вентилатори. За разлика од вакуумската технологија, тврдењата за производите во овие индустрии често се тестираат од независни лаборатории, кои историски покажале разлики во перформансите од 15–30% во однос на тврдењата направени од производителите. Затоа е важно да се погледне целосната слика: треба да се разгледаат (т.е. конечните резултати) и двете овие метрики за перформанси.

Во општо, единиците со запечатен сосук помалку од 45 kPa нема да работат добро на потежоките задачи. Сепак, ако единицата испорачува повеќе од 90 CFM, тогаш можете да очекувате позитивни резултати при работа со поголеми количини материјал.

Воздушни вати како практичен показател: Изведување на вистинската чистечка сила од електричниот влез и статичкиот подигач

Бројката Air Watt (AW) помага да се поврзат електричните влезни параметри на системот за вакуум со механичките излезни параметри и ни дава нешто конкретно што можеме да го мериме кога станува збор за вистинската чистачка моќност. Формулата е, во суштина, струја на воздух помножена со притисок и поделена со 8,5, а ова пресметка ги зема предвид сите мали загуби кои настануваат внатре во системот. Само ватажата на моторот не дава целосна слика и доведува до неколку проблеми, како што се износени запечатувања, неефикасни импелери или лошо дизајнирани канали. Замислете си типичен пумп за воздушен проток од 1.200 вати. Со земање предвид на сите загуби, тој може да обезбеди само околу 300 AW вистинска сучна моќност. Независни тестови покажуваат дека машините со над 350 AW обично добро се справуваат со собирањето на prašина во потешки области, како што се тепихите или тесните агли, додека моделите со помалку од тоа ниво често имаат потешкотии во таквите области. Секој купувач на индустријална вакуумска опрема треба да има висок приоритет кон AW-оценките кои се тестираани од трети страни.

Машините со AW вредности помеѓу 220 и 450 можат да дадат посоодветни проценки за работната перформанса, бидејќи овие броеви повеќе го одразуваат секојдневниот работен капацитет отколку техничките спецификации наведени на лепенката.

Индустријални вакуумски пумпи и контрола на бучавата
Една од главните предизвици за индустријалните вакуумски пумпи е развојот на моќна асипација, при што истовремено се одржуваат нивоата на бучава во работната средина во рамките на дозволените граници. Иновативната контрола на бучавата може да се постигне преку интегрирани решенија, а не преку доцнежни модификации, со комбинирање на нови конструкции на мотори со напредни акустични третмани.

Нивоа на бучава во споредба: Моторите со постојан струја без четки произведуваат 8–12 dB помалку бучава од индукциските мотори при иста товарна оптовареност. Моторите со постојан струја без четки (BLDC) елиминираат бучавата на изворот, отстранувајќи ги механичките компоненти одговорни за вибрациите и звуците поврзани со традиционалните индукциски мотори. За разлика од индукциските мотори, BLDC моторите немаат четки и затоа нема да произведуваат поврзани „триења“ звуци. Тие исто така обезбедуваат подобро и пофини електромагнетно управување на вртежниот момент, што резултира со пониско вкупно генерирање на топлина. Во контролирани тестови со сличен воздушен проток и вакуум, BLDC системите произведуваат 8–12 децибела помалку бучава. Во практични термини, луѓето ја перципираат бучавата како околу 60% помала. Најважно е дека не постои компромис во перформансите на BLDC системот. Дури и со пониски нивоа на бучава, BLDC моторите ќе задржат истите високи перформанси кои се потребни. Продавниците и фабриките што го усвоиле BLDC технологијата често исполнуваат гранки за изложување на бучава според OSHA за осумчасовна работна смена. Покрај тоа, менаџерите на објектите што преминале на BLDC технологија исто така известија за поголема концентрација на работниците и помала работна уморност.

Акустично инженерство што функционира: Дизајн на волута, композитен корпус и потиснување на резонанцата

Покрај изборот на мотор, ние имплементиравме три посебни решенија за акустика за да се постигнат значителни и скалирани намалувања на бучавата:

Оптимизација на волутата: Спирални куќи кои се оптимизирани со помош на компјутерска динамика на флуиди (CFD) предизвикуваат намалување на аеродинамичката бучава за 15–20% без губиток на проток (CFM), поради намалувањето на одвојувањето на струењето и турбуленцијата;

Композитен корпус: Околувањата направени од полимер усилени со влакна апсорбираат звуци со висока фреквенција и не ги рефлектираат како што би го направил метален корпус, па така ја намалуваат бучавата од корпусот; и

Потиснување на резонанцата: Монтажите со изолација од вибрации и демпферските материјали прекинуваат значителен дел од структурните хармоници и особено ефикасни се во намалувањето на нискочестотното „жужање“, кое често се јавува кај единиците со метален корпус.

Заедно, овие методи обезбедуваат до 10 dB(A) намалување на бучавата, без да се компромитира перформансот на сосање, и претставуваат докажана комбинација од науката за материјали, флуидна динамика и механика.

Технологија за вакуумско-дување: Преглед на напредоците во тихата и високо-перформантна работа

Традиционално, било тешко да се постигне рамнотежа помеѓу силна и висока црпна моќ без ризик од контаминација и високи нивоа на бучава. Последната технологија со сува спирала, сепак, има способност да отстранува контаминанти без загриженост за ослободување на мазивно масло. Поради прецизното инженерско проектирање што се користи за развој на компресија без масло, може да се постигнат вакуумски нивоа помали од 50 kPa, а единиците со спирала обично работат за 8–15 децибели пониско од портативните пумпи со портокли со масло при ист тек на воздух (CFM). Оваа технологија е особено важна во фармацевтската индустрија, каде што контаминантите и мали честички можат да ги испортат целите производствени серии. Бидејќи циклусот на компресија е континуиран, а триењето е намалено, нивоата на бучава кај овие единици значително се намалуваат. Со помалку масло за потрошувачка и филтрирање, овие системи исто така имаат пониска вкупна цена на стопанисување, со просечна штедња од 40% во споредба со традиционалните системи. Со намалување на ризикот од контаминација, едновремено со пониски нивоа на бучава и подобрена црпна перформанса, овие системи претставуваат големо подобрување.

Лесно е да се разбере зошто се користат во лаборатории, чисти соби и други места каде што оперативната тишина и контролата на контаминација се од најголемо значење.

ЧПЗ

Како повисокиот CFM влијае врз нивоата на бучава кај вакуумските пумпи?

Повисокиот CFM кај вакуумските пумпи резултира со повеќе бучава поради поголемата брзина на моторите. На пример, се влече и исфрла повеќе воздух, што доведува до поголем притисок и предизвикува резонанција на деловите од уредот, што обично резултира со повисоко ниво на бучава за 3 до 5 dB(A).

Што е важноста на сертификациите ISO 5801 и ISO 21890 кај вакуумските пумпи?

Овие сертификации се важни бидејќи ги спречуваат производителите од давање лажни тврдења. Тие гарантираат дека тврдењата на производителот за вакуумската силна усмуквање (затворен систем) и отворен проток на воздух се точни.

Како се споредуваат нивоата на бучава на безчеткестите DC мотори со традиционалните мотори?

Безчекичните еднонасочни мотори се потихи бидејќи не користат механички контакти (чекичи) што ги минимизира вибрациите. Тие исто така не генерираат толку многу топлина, па затоа силата на сосување е постабилна.

Кои се предностите на употребата на вакуумски пумпи без масло?

Вакуумските пумпи без масло нудат помал ризик од контаминација и обезбедуваат повисоко ниво на сосување во споредба со другите вакуумски пумпи. Поради тоа, тие се оптимален избор за санитарни средини.