Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10604-2:2015 ISO 1608-2:1989 Bơm chân không-Đo tính năng-Phần 2: Đo áp suất ngược tới hạn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10604-2:2015

ISO 1608-2:1989

BƠM CHÂN KHÔNG - ĐO TÍNH NĂNG - PHẦN 2: ĐO ÁP SUẤT NGƯỢC TỚI HẠN

Vapour vaccuum pump - Measurement of perfomance characteristics - Part 2: Measurement of critical backing pressure

Lời nói đầu

TCVN 10604-2 : 2015 hoàn toàn tương đương với ISO 1608-2 : 1989

TCVN 1604-2 : 2015 do Viện nghiên cứu cơ khí - Bộ Công Thương biên soạn, Bộ Công Thương đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ Tiêu chuẩn quốc gia TCVN bao gồm:

- TCVN 10604-1: 2015 (ISO 1608-1 : 1993) Bơm hơi chân không - Đo tính năng - Phần 1: Đo lưu lượng dòng khí (tốc độ bơm).

- TCVN 10604-2: 2015 (ISO 1608-2 : 1989) Bơm hơi chân không - Đo tính năng - Phần 2: Đo áp suất ngược tới hạn

BƠM CHÂN KHÔNG - ĐO TÍNH NĂNG - PHẦN 2: ĐO ÁP SUẤT NGƯỢC TỚI HẠN

Vapour vaccuum pump - Measurement of perfomance characteristics - Part 2: Measurement of critical backing pressure

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo áp suất ngược tới hạn của các bơm hơi chân không.

CHÚ THÍCH: Áp suất ngược tới hạn là áp suất ngược mà khi vượt quá áp suất này, các điều kiện vận hành của bơm sẽ bị ảnh hưởng, bơm sẽ bị ngừng hoạt động.

Sự phụ thuộc của tính năng của bơm hơi theo áp suất ngược có thể chỉ được mô tả hoàn toàn nhờ đường cong quan hệ các áp suất vào và áp suất ngược trong phạm vi vận hành.

Trong nhiều trường hợp, chỉ cần quy định một thông số đơn cho áp suất ngược là đủ. Thông số này được định nghĩa trong 2.1. Tuy nhiên trong một số trường hợp, đặc biệt ở đó đặc tính chân không siêu cao hoặc có các khí làm ảnh hưởng như hydro và heli, có thể phải yêu cầu có đường cong hoàn chỉnh.

1.2. Các bơm quy định trong tiêu chuẩn này bao gồm ba loại của bơm dầu và bơm hơi thủy ngân:

- bơm chân không phun hơi;

- bơm khuyếch tán;

- bơm khuyếch tán-phun.

2. Thuật ngữ và định nghĩa

Những thuật ngữ và định nghĩa sau đây được áp dụng trong tiêu chuẩn này.

2.1. Áp suất ngược tới hạn (critical backing pressure)

2.1.1. Áp suất ngược tới hạn chung (general case)

Đối với một lưu lượng xác định, là giá trị áp suất ngược thấp nhất tại đó sự tăng tỷ lệ phần trăm nhỏ của áp suất ngược sẽ gây ra sự tăng tỷ lệ phần trăm tại áp suất đầu vào.

CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, giá trị lượng tăng quy định nhỏ nhất là 10 %.

2.1.2. Áp suất ngược tới hạn “không tải” (“no load” critical backing pressure)

Giá trị áp suất ngược tới hạn tương ứng với lưu lượng bằng không.

2.1.3. Áp suất ngược tới hạn “toàn tải” (“full-load” critical backing pressure)

Giá trị áp suất ngược tới hạn tương ứng với lưu lượng lớn nhất để bơm hoạt động ổn định.

2.2. Bình thử nghiệm; Đầu thử nghiệm (test dome; test header)

Một buồng có hình dạng và kích thước quy định được gắn với cửa vào của bơm, qua đó dòng khí vào bơm được đo và tại đó được trang bị thiết bị đo áp suất.

2.3. Áp suất cuối (ultimate pressure)

Áp suất gần bằng áp suất giới hạn trong bình khi van cửa vào khí được đóng và bơm hoạt động bình thường.

CHÚ THÍCH: Trong thực tế, áp suất giới hạn được coi là đạt đủ giá trị sau khi bơm đủ thời gian mà sự giảm hơn nữa áp suất là không đáng kể.

3. Thiết bị thử nghiệm

3.1. Bình thử nghiệm

Bình thử nghiệm được thể hiện trên Hình 1 và được mô tả trong TCVN 10604-1:2015 (ISO 1608-1).

Việc bố trí chung của thiết bị thử nghiệm được thể hiện trên Hình 2.

Các thiết bị dưới đây cần có:

1) Một van điều khiển (A) để nạp khí vào bình thử nghiệm kết hợp với dụng cụ đo lưu lượng thích hợp.

2) Một van dẫn nạp khí điều khiển (B) lắp ở cửa vào trên máy bơm ngược để điều chỉnh áp suất ngược;

Chiều dài của đường ngược giữa van (B) và vị trí gắn ống đo phải lớn hơn 200 mm (xem Hình 2).

3) Áp kế (C) để đo áp suất ở đường ngược liền kề với cửa ra bơm hơi. Dụng cụ này được lắp ở đoạn thẳng đều của đường ngược, có đường kính bằng đường kính cửa ra của bơm. Phần ống dụng cụ đo phải vuông góc với đường trục của đoạn này của đường ngược và phải giới hạn dòng khí nhờ bề mặt trong của nó.

Kích thước ống áp kế đo (C) phải đảm bảo độ dẫn lớn nhất. Chiều dài của đường ngược giữa vị trí gắn ống áp kế đo không được vượt quá 150 mm.

4) Áp kế (D) để đo áp suất ở bình thử nghiệm. Áp kế này không được thò vào bình thử nghiệm quá 0,5 lần đường kính ống dụng cụ đo (d₂).

Áp kế đo áp suất phải được hiệu chuẩn đến độ chính xác ± 5 % đối với các áp suất lớn hơn hoặc bằng 1 Pa 1) và ± 10 % đối với các áp suất nhỏ hơn.

3.2. Khí thử nghiệm

Phải sử dụng không khí khô, trừ khi có quy định khác.

CHÚ THÍCH: Ví dụ thường làm khô không khí bằng keo silic.

4. Phương pháp thử

4.1. Quy định chung

Để đo được áp suất ngược tới hạn, bơm hơi phải được chạy với số lượng và loại lưu chất bơm quy định, công suất làm nóng và làm nguội do nhà sản xuất quy định.

Nhiệt độ buồng thử phải trong khoảng từ 15 °C đến 25 °C trong suốt quá trình thử. Bơm phải đạt tới trạng thái cân bằng nhiệt trước khi tiến hành các thử nghiệm. Bình phải được rút chân không cho tới khi đạt được áp suất giới hạn trước khi đưa khí vào.

Trong các điều kiện này, nhiệt độ của thiết bị ở trên cửa vào bơm (xem Hình 1) và của ống giữa mặt bích cửa ra bơm và van B (xem Hình 2) phải được duy trì trong khoảng từ 15 °C đến 25 °C với sai số ± 1 °C.

CHÚ THÍCH: Áp suất ngược tới hạn có thể được đo tại các nhiệt độ khác nhau của phòng. Khi đó các điều kiện hoạt động cho các dụng cụ đo được sử dụng phải được thỏa mãn đầy đủ.

4.2. Quy trình không tải

Khi đã đạt được tới áp suất giới hạn ở đầu thử nghiệm, van dẫn nạp khí (B) ở đường ngược được mở dần dần và áp suất ngược được tăng theo những lượng tăng nhỏ. Điều này được tiếp tục cho đến khi điều kiện quy định ở chú thích 2.1.1 đạt được gần đúng. Miền tới hạn này được khảo sát chi tiết hơn bằng việc điều khiển bằng tay thích hợp của van dẫn nạp (B). Đường cong áp suất nhận được ở cửa vào là hàm số của áp suất ngược. Gốc đường cong này tương ứng với điều kiện được chỉ ra ở chú thích 2.1.1, sau đó xác định áp suất ngược tới hạn “không tải”. Áp suất ban đầu ở đường ngược khi không có dòng khí phải nhỏ hơn 10 % áp suất ngược tới hạn được đo.

4.3. Quy trình “ toàn tải” và “tải trung gian”

4.3.1. Van dẫn nạp khí (A) trên đầu thử nghiệm được mở cho đến khi đạt được áp suất cửa vào bơm hơi mong muốn và đạt được lưu lượng đo. Trình tự dẫn nạp khí qua van (B) như mô tả ở 4.2 được lặp lại, van (B) được đóng giữa các thao tác liên tiếp cho đến khi đạt được lưu lượng tối đa để hoạt động của bơm ổn định bình thường.

CHÚ THÍCH: Lưu lượng lớn nhất cho bơm hoạt động ổn định có thể phụ thuộc vào tốc độ dòng của bơm ngược. Khi tốc độ dòng này không lớn hơn giá trị tương ứng với lưu lượng danh định lớn nhất cho hoạt động bình thường của bơm hơi được phân chia bởi áp suất ngược tới hạn ở lưu lượng này, điều cần thiết là phương pháp thử nghiệm này được tiến hành với việc sử dụng một bơm ngược công suất đủ lớn để có thể đạt được lưu lượng danh định lớn nhất.

4.3.2. Trong các thử nghiệm được mô tả ở 4.2 và 4.3.1, công suất ở cửa vào bơm hơi phải được giữ trong khoảng ± 4 % giá trị danh nghĩa và phải được duy trì với các giới hạn này trong ít nhất 30 phút trước khi bắt đầu thử nghiệm. Tốc độ làm nguội phải được duy trì không đổi trong khoảng ± 10 % của giá trị được nhà sản xuất khuyến cáo.

5. Báo cáo thử

5.1. Kết quả thử

Áp suất ngược tới hạn phải được biểu diễn bằng pascal (Pa) và lưu lượng bằng pascal lít trên giây (Pa.l/s). Mối quan hệ giữa áp suất ngược tới hạn và lưu lượng khí phải được thể hiện trên một biểu đồ trừ khi có quy định khác. Sự tăng tỉ lệ phần trăm áp suất cửa vào dùng để xác định áp suất ngược tới hạn ở 2.1.1 phải được ghi chú trên biểu đồ này.

Trong trường hợp không có sự tăng áp suất đột ngột ở phía có độ chân không cao, cần có một đường cong mô tả quan hệ giữa áp suất ngược và áp suất ở phía có độ chân không cao không có lưu lượng.

5.2. Điều kiện thử

Tất cả các báo cáo kết quả thử phải bao gồm một bản tường trình các điều kiện tồn tại trong khi thử nghiệm, như sau:

a) Kiểu và các điều kiện vận hành của tất cả các dụng cụ đo được sử dụng;

b) Công suất làm nóng bơm và các giới hạn biến thiên trong khi thử nghiệm;

c) Nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất ở cửa vào và cửa ra của nước làm mát hoặc chất làm nguội bơm hơi trong quá trình thử, nếu sử dụng;

d) Tốc độ dòng chảy nước làm mát, nếu sử dụng;

e) Nhiệt độ xung quanh lớn nhất và nhỏ nhất trong khi thử;

f) Loại và lượng lưu chất bơm hơi;

g) Những đặc trưng riêng biệt về truyền nhiệt tới môi trường, nếu có.

Kích thước theo milimet

Hình 1 - Bình thử nghiệm

Hình 2 - Bố trí thiết bị thử nghiệm