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微型真空泵的选型技巧

2022-05-07 15:46:56

近年来,随着各行各业对真空泵的微型化、便携性、不污染工作介质等特性的进一步要求,体积小巧、无油免维护、低噪音、便携、可直流供电的微型真空泵、微型气泵得到了越来越广泛的使用。

但由于微型真空泵、微型气泵种类繁多,比如可以分为:微型真空泵、无刷微型真空泵、微型气泵、无刷微型气泵、微型采样气泵、微型抽气泵、微型抽打两用气泵、微型循环气泵、微型负压真空泵等等;导致客户经常一头雾水,到底该如何从这么多微型真空泵中,选择Z适合自己工况的产品呢?

【微型真空泵、微型气泵选型总体原则】:

能用无刷就用无刷,无刷参数达不到的再采用有刷产品。

其实可以从微型真空泵的种类、用途两大类就可以清楚的区分开:

一、微型真空泵、微型气泵的分类

根据微型真空泵集成的是“有刷电机”还是“无刷电机”来分类。

因为现在的微型真空泵、微型气泵(后面简称微型真空泵),一般都是电动的,即电机和泵体集成一体,通过直流供电让泵工作。所以可以从电机的种类分为:有刷微型真空泵、无刷微型真空泵。

【有刷微型真空泵特点】

优点:采用大力矩的有刷电机供电,所以负压、流量等能做得比较高,新能源汽车刹车助力系统国内的高档有刷电机比较成熟,国内排名较前的生产中高档微型真空泵厂家,这类有刷产品质量、性能、可靠性都是比较好的。且总体成本比采用高档无刷电机的微型真空泵要便宜些;

缺点:有刷微型真空泵的寿命要比高档无刷的寿命稍短

【无刷微型真空泵特点】

优点:寿命较长,特别是采用高档无刷电机的,寿命往往接近上万小时(满负荷下);特别适合昼夜不停连续运转的场合,比如做长期在线采样气泵使用;有的甚至可以连续运转1年以上,如果是间断使用,甚至可能到几年。而且还有“调速”功能,即可以采用占空比调电机的转速(PWM调速),从而达到间接调泵流量目的,配合相应的控制电路,甚至可以实现恒压、恒流、恒速等高级应用。

缺点:负压、正压、流量等参数比有刷的要小;成本较有刷的要高。

所以在参数能达到的情况,应该尽量选择无刷微型真空泵。

二、微型真空泵、微型气泵的用途

根据微型泵的用途来选型。我们分三大类情况逐一讨论。

(一)、如果只是用微型气泵输出压缩空气。

简单地说,就是只用它来打气、充气,泵的抽气口基本不用,常见应用:页面下曝气、往密闭容器内打气等;这种情况比较简单,可选型号如下(正压由大到小顺序):

1.PCF5015N:有刷,正压:100KPa,大流量:15L/Min;

2.FAC系列:有刷,正压:40-85 KPa,大流量:2-5L/Min;是FAA系列的升级产品,请优先选择;

3.FAA系列:有刷,正压:40-80 KPa,大流量:2-6L/Min;(以后可能淘汰)

4.FAY系列:无刷,正压:40-60 KPa,大流量:2-3L/Min;

5.FML系列:无刷,正压:10-20 KPa,大流量:0.8-1.5L/Min;

6.FM系列:有刷,正压:10-20 KPa,大流量:1-2L/Min(以后可能淘汰)

当然还要参考流量指标等相关技术参数。

(二)、如果是用微型泵抽气,情况稍微复杂些。

1.判断微型泵抽气端工况

用于抽气的微型气泵分为两类:气体采样泵和微型真空泵。虽然通常总是不加区分地把它们简单统称为微型真空泵,但从技术角度二者是有区别的,选型时更要特别注意。

简而言之,气体采样泵只能带小负载(即:泵抽气端阻力不能太大),但价格便宜;严格意义上的微型真空泵可以带大负载(抽气端允许大阻力,甚至完全堵塞),但价格稍贵。二者具体区别可以详见文章《关于微型真空泵与气体采样泵的区别》,不再复述。

气体采样泵有:PM系列、SA系列、SB系列;

微型真空泵分为单抽气、抽气打气两用两大类;

单抽气类包括(按流量从小到大,负压从低到高顺序):

(1).小流量小体积VM系列:有刷,大流量:1-5L/Min;负压:-20~-40KPa;即将淘汰;

(2).小流量小体积VMC系列:有刷,大流量:1-5L/Min;负压:-20~-40KPa;是VM系列升级产品,请优先选择;

(3).小流量小体积VML系列:无刷大流量:0.8-1.5L/Min;负压:-10~-20KPa;

(4).中流量VLC系列:无刷,大流量:1-3L/Min;负压:-16~-35KPa;

(5).中流量VLK系列:无刷,大流量:4-6L/Min;负压:-45~-55KPa;

(6).中流量PK系列:有刷,大流量:8-12L/Min;负压:-50~-55KPa;

(7).大流量中负压PC系列:有刷,大流量:20-25L/Min;负压:-60~-70KPa;

(8).流量大VCA系列:有刷,大流量:38L/Min;负压:-50KPa;

(9).高负压小流量VBH系列:有刷,大流量:6L/Min;负压:-80KPa;

(10).高负压大流量VCH系列:有刷,大流量:28L/Min;负压:-90KPa;

抽气打气两用类包括(按流量从小到大,负压从低到高顺序):

(1).小流量小体积低正压FM系列:有刷,大流量:1-2L/Min;负压:-10~-20KPa;正压:10~20KPa;即将淘汰;

(2).小流量小体积低正压FML系列:无刷,大流量:0.8-1.5L/Min;正压:10~20KPa;负压:-10~-20KPa;

(3).中流量中正压FAY系列:无刷,大流量:2-3L/Min;正压:40~60KPa;负压:-30~-35KPa;

(4).中流量中正压FAY系列:无刷,大流量:2-3L/Min;正压:40~60KPa;负压:-30~-35KPa;

(5).中流量中正压FAC系列:有刷,大流量:2-5L/Min;正压:40~85KPa;负压:-30~-45KPa;

(6).大流量高正压PCF系列:有刷,大流量:15L/Min;正压:100KPa;负压:-50KPa;

这些系列下的所有规格都是真正的微型真空泵,如VMC7002、VLC8401等。

对于微型泵抽气端阻力的大小可以用仪器测定,把它与泵的技术参数“进气口允许大阻力”Por值比较就可以知道选型是否合适。通常根据经验采用简便的方法确定,比如下述几种情况都属于负载较大(即泵的抽气端阻力较大),只能在微型真空泵范围内选型:

①在泵的抽气端要接很长的管道,或管道弯曲点多、弯曲厉害甚至会阻塞封闭,或管道内孔很小(比如小于φ2毫米);

②在管路上有节流阀、电磁阀、气路开关、过滤器等元件;

③泵抽气口与密闭容器连接,或该容器虽未密闭但进气量较小;

④泵抽气口与吸盘连接,用于吸附物体(如集成块、精密工件等);

⑤泵的抽气端与过滤容器相连,容器口放置滤网,用于加速液体过滤。

(二)、判断微型泵排气端工况

以上都是在讨论微型泵抽气端阻力的问题,根据这些判断条件已经缩小了选型的范围,但还必须考虑排气端阻力问题,这样才能Z终确定可选范围。 在实际应用中,微型真空泵面临的排气状况是不一样的:一类是排气很顺畅,直通大气;另一类是排气阻力较大,比如在排气管路上有阀、细小弯管、大阻尼传感器、非专用的消音器、在液面以下排气、气体排往密闭或半密闭容器等。在现代设计制造中,把面对不同排气条件的微型真空泵区别对待。“排气口允许大阻力Por值”这一参数就是标定泵的排气能力,让我们可以用严格的技术手段确定选型是否恰当。

简单地说,对于排气阻力大的系统,我们的选型范围是:FML系列、FAC系列、FAY系列、PCF系列;对于排气阻力小的系统,选型范围是:VMC系列、VML系列、VLC系列、VLK系列、PK系列、PC系列、VCA系列、VCC系列、VCH系列、VBH系列。根据以上几个步骤,我们已经可以确定微型泵的选型范围了。在划定的几个可选系列中,再根据我们对流量和真空度的要求就可以确定具体的型号了。对于质量欠佳的产品未列入本文,尽量不要选用。注意参数选择要留有余量,特别是流量参数。泵接入气路系统后,由于管道、阀门等气路元件要造成压力损失,会衰减流量,因此得到的流量小于泵的标称流量还有一些和选型相关的问题罗列如下,根据使用情况考虑。

1、带负载启动问题。

如果微型气泵在启动前它的抽气口就已经存在真空或排气口已经存在压力,则要考虑泵的另一技术参数:进气口大启动负载Pis值,排气口大启动负载Pos值。典型应用事例就是使用微型气泵维持容器内的真空或正压状态,当容器内的真空或正压低于设定值时,需要泵通电启动,高于设定值时停机。该性能对制造商的技术水平要求较高。若需要该性能,请联系生产商确认。

2、微型泵的介质温度问题。

根据通过泵的介质气体的温度,选择要普通型(耐温范围:0-50℃)的还是要高温型(耐温范围:0-100℃)的。

3、微型泵的可靠性问题。

根据微型泵出故障后产生后果的严重性而定,完全根据自己的要求。优质品的平均无故障连续运行时间都大于1000小时,有的高到数千小时。特别注意,这项参数是在满负荷、不间断的运行状态下测定的,是Z恶劣的工况,如果实际使用不是满载或连续运行,该数值会高一些,高多少视泵的工况而定。该性能完全是考验制造商的技术实力,从产品外观上可以看出一些,如采用特制电机而非普通低价电机、体积相当的情况下重量较重等。根据产品价格也可略知一二。

4、微型泵的电磁干扰问题。

如果有精密电路控制微型泵,视电路抗干扰能力而定,可能需要订购低电磁干扰的微型泵。方案是选择配置无刷电机的微型泵(调速泵);因为无刷微型气泵基本没有干扰,低干扰性能甚至还要超过有刷微型气泵定做的低干扰型号;而且价格比同参数的有刷定做产品可能还要低,这点请注意。


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