Pro uživatele, kteří vyžadují vysokou úroveň vakua, jsou Rootsova čerpadla nepochybně známým zařízením. Tato čerpadla se často kombinují s jinými mechanickými vakuovými čerpadlami a vytvářejí čerpací systémy, které pomáhají zpětným čerpadlam dosáhnout vyšší úrovně vakua. Rootsova čerpadla, jako zařízení schopná zvýšit vakuový výkon, mají obvykle výrazně vyšší čerpací rychlosti ve srovnání s jejich zpětnými čerpadlami. Například mechanické vakuové čerpadlo s čerpací rychlostí 70 litrů za sekundu by se obvykle kombinovalo s Rootsovým čerpadlem s výkonem 300 litrů za sekundu. Dnes se podíváme, proč vysoká jemnost...vstupní filtryse obecně nedoporučují pro aplikace s Rootsovými čerpadly.
Abychom tomuto doporučení porozuměli, musíme nejprve prozkoumat, jak fungují systémy Rootsových vývěv. Čerpací systém začíná mechanickou vývěvou, která zahájí proces evakuace. Když mechanická vývěva dosáhne přibližně 1 kPa a její rychlost čerpání se začne snižovat, Rootsova vývěva se aktivuje, aby dále zvýšila konečnou úroveň vakua. Tento koordinovaný provoz zajišťuje efektivní snižování tlaku v celém vakuovém cyklu.
Základní problém s vysoce jemnými filtry spočívá v jejich inherentních konstrukčních vlastnostech. Tyto filtry se vyznačují menšími póry a hustším filtračním médiem, které vytváří značný odpor proudění vzduchu. U Rootsových vývěv, které se pro dosažení svého jmenovitého výkonu spoléhají na udržení vysokého průtoku plynu, může tento přidaný odpor výrazně snížit efektivní rychlost čerpání. Pokles tlaku na vysoce jemném filtru může dosáhnout 10–20 mbar nebo více, což má přímý vliv na schopnost vývěvy dosáhnout cílové úrovně vakua.
Pokud konstruktéři systémů trvají na filtraci pro manipulaci s jemnými prachovými částicemi, jsou k dispozici alternativní řešení. Použití většího filtru představuje jeden praktický přístup. Zvětšením povrchové plochy filtračního prvku se odpovídajícím způsobem rozšíří dostupná dráha proudění pro molekuly plynu. Tato konstrukční úprava pomáhá zmírnit snížení rychlosti čerpání způsobené nadměrným odporem proudění. Filtr s o 30–50 % větší povrchovou plochou může obvykle snížit pokles tlaku o 25–40 % ve srovnání se standardními jednotkami se stejnou jemností filtrace.
Toto řešení má však svá omezení. Fyzická prostorová omezení v systému nemusí pojmout větší filtrační pouzdra. Navíc, i když větší filtry snižují počáteční pokles tlaku, stále si zachovávají stejnou jemnost filtrace, která by mohla nakonec vést k ucpávání a postupnému zvyšování odporu v průběhu času. U aplikací s vysokým zatížením prachem by to mohlo vést k častějším požadavkům na údržbu a potenciálně vyšším dlouhodobým provozním nákladům.
Optimální přístupvyžaduje pečlivé zvážení specifických požadavků aplikace. V procesech, kde jsou nezbytné jak vysoké úrovně vakua, tak filtrace částic, by inženýři mohli zvážit implementaci vícestupňové filtrační strategie. To by mohlo zahrnovat použití předfiltru s nižší jemností před Rootsovým čerpadlem v kombinaci s filtrem s vysokou jemností na vstupu zpětného čerpadla. Taková konfigurace zajišťuje dostatečnou ochranu pro oba typy čerpadel a zároveň zachovává výkon systému.
Pravidelné sledování stavu filtru se v těchto aplikacích ukazuje jako klíčové. Instalace diferenčních tlakoměrů na krytu filtru umožňuje obsluze sledovat nárůst odporu a naplánovat údržbu dříve, než pokles tlaku výrazně ovlivní výkon systému. Moderní konstrukce filtrů také obsahují čistitelné nebo opakovaně použitelné prvky, které mohou pomoci snížit dlouhodobé provozní náklady a zároveň zachovat dostatečnou ochranu vakuového systému.
Čas zveřejnění: 15. října 2025
