피스톤 펌프 vs. 스크류 진공펌프

피스톤 펌프와 스크류 진공펌프는 산업, 상업 및 실험실 환경에서 필요한 진공을 생성하는 데 사용되는 두 가지 일반적인 유형의 펌프입니다. 두 가지 모두 장점이 있지만, 스크류 진공펌프는 포장부터 태양광 패널용 실리콘 결정 배양에 이르기까지 다양한 애플리케이션/응용 분야 에서 우수한 성능을 제공합니다. 올바른 진공 기술 선택은 운영 효율 및 비용 효율성에 매우 중요합니다.

스크류 진공펌프 작동 방식

스크류 진공펌프는 밀봉 환경에서 공기 또는 기타 가스를 제거하여 진공을 생성하는 정변위 펌프입니다. 이 펌프는 2개의 스크류 로터가 원통형 하우징 내부에서 서로 반대 방향으로 회전하여 작동합니다. 펌프를 통해 유입된 물질은 유입구를 통해 진공 펌프에 유입되며 실린더와 트윈 스크류 사이에 형성된 챔버에서 포획되어 운송됩니다. 로터 회전 시 로터는 스크류 길이를 따라 유입된 물질을 배출구 쪽으로 이동시킵니다. 이 공정 중에는 챔버 사이즈가 지속적으로 감소하기 때문에 유입된 물질 사용 공간(부피)이 감소합니다. 그 결과, 유입된 물질 부피가 가능한 한 작아질 때까지 압축됩니다. 그런 다음 배출구를 통해 배출됩니다.

공정 중에는 스크류 로터 간 또는 펌프 하우징 간의 접촉이 없어 마모를 최소화하고 오일 같은 윤활제 필요성을 제거합니다.

피스톤 펌프 작동 방식

스크류 진공펌프처럼 피스톤 펌프도 직접 치환 원리로 작동합니다. 원래 물과 기타 액체를 압력 하에서 효율적으로 이동시키기 위해 설계되었으며, 주로 농업과 가정에서 우물이나 강에서 물을 끌어올리는 용도로 사용되었습니다. 그러나 진공을 생성할 수도 있습니다.

펌프 자체는 피스톤이 이리저리 움직이는 실린더로 구성됩니다. 실린더 각 측면에 흡입용 밸브 한 개와 배출용 밸브 한 개가 위치합니다. 피스톤은 크랭크축에 부착된 커넥팅 로드에 연결되어 있습니다. 전기 모터로 구동되는 크랭크축이 회전하여 펌프가 작동할 때 피스톤을 움직입니다.

진공 생성 과정은 피스톤 흡입 행정에서 시작됩니다. 이때 피스톤이 뒤로 움직입니다. 이를 통해 실린더 내의 부피가 증가합니다. 부피가 증가함에 따라 실린더 내부의 압력이 감소하고 가스 분자가 움직일 공간이 늘어납니다. 이제 실린더 내부 압력이 배기 중인 용기 압력보다 낮습니다. 가스가 고압 영역에서 저압 영역으로 이동하면 용기 내 공기 또는 가스가 실린더 안으로 흡입됩니다.

피스톤 행정 끝에 도달하면 흡입 밸브 닫힘으로 인해 유입된 물질 내부에 갇힙니다. 그러면 피스톤 이 반대 방향으로 움직여 실린더 부피가 감소하고 유입된 물질 압축 중입니다. 압축 시 압력이 높아지고 토출 밸브를 통해 배출됩니다. 피스톤을 반복적으로 앞뒤로 움직이면 펌프는 용기에서 공기 또는 가스를 지속적으로 배기하여 진공 상태를 만듭니다.

피스톤 펌프 유형

진공 펌프와 달리 피스톤 펌프는 연속 고진공 수준을 생성하도록 최적화 되지 않았지만 러프 진공에서 중진공 범위까지 효과적일 수 있습니다. 보다 일관된 흐름 달성을 위해 다중 피스톤 및 실린더 펌프를 사용할 수 있습니다. 단일 작용 피스톤 펌프의 각 끝에는 위에서 설명한 원리에 따라 가스 흡입 및 배출이 이루어지는 밸브가 한 개 있습니다. 피스톤의 각 사이클은 흡입 스트로크 중 가스를 흡입한 후 배기면 스트로크 중 압축 및 배출을 통해 진공 상태를 생성합니다.

반면에 이중 작용 피스톤 펌프는 피스톤 후진 및 전진 행정 중에 진공을생성합니다. 이 설계에서 실린더는 피스톤 양쪽에 하나씩 두 개의 챔버로 나누어집니다. 각 챔버에는 흡입 밸브와 배출 밸브가 있습니다.

피스톤이 뒤로 움직이면 챔버 A의 부피가 팽창합니다. 동시에 챔버 압력이 감소하여 흡입 밸브를 통해 펌핑된 용기에서 가스를 흡입합니다. 챔버 B에서는 공정 역순으로 진행됩니다. 따라서 피스톤 후방 행정으로 이전에 펌핑된 가스가 압축되어 방출 밸브를 통해 배출됩니다. 피스톤이 다시 앞으로 움직이면 챔버 역할이 스위치됩니다. 이는 가스의 흡입이 챔버 B에서 이루어지는 반면 챔버 A에서 펌핑된 가스가 압축 및 배출된다는 것을 의미합니다. 배출은 후진 및 전진 스트로크 모두에서 이루어지므로 보다 일정한 흐름 결과를 가져오기 때문에 이 설계 방식은 더욱 효율적입니다.

기본 응용 분야

스크류 진공펌프 및 피스톤 펌프는 작동 원리 면에서 다르지만 동일한 애플리케이션/응용 분야 대부분에서 사용할 수 있습니다. 그러나 피스톤 펌프는 고진공 수준에 도달할 수 없습니다. 온도가 변동하는 열악한 환경에서 작동할 수 있을 뿐만 아니라 펌핑된 매질에 유입된 물질(예: 모래)과 같은 마모성 물질에서도 작동할 수 있습니다. 예를 들어, 복합 제조 시 열 처리, 화학 및 제약 산업에서의 진공 증류, 금속 공정에서의 진공 용융과 같은 관련 애플리케이션/응용 분야에서 사용이 가능합니다.

스크류 진공펌프는 피스톤 펌프와 동일한 까다로운 애플리케이션/응용 분야에서도 효과적으로 사용할 수 있지만 추가적인 장점을 제공합니다. 고진공 수준에 도달하고 유지보수 필요성이 낮으며 보다 깨끗하게 작동할 수 있습니다. 따라서 강철 탈기, 식품 산업의 동결 건조 공정 또는 리튬 배터리 제조 등 다양한 애플리케이션/응용 분야 에도 적합합니다. 다양한 설계 중에서 선택할 수 있으며, 반도체 제조와 같이 깨끗하고 오염이 없는 환경이 필요한 산업에도 적용할 수 있는 옵션을 제공합니다.

스크류 진공 펌프의 장점

에너지 효율성

스크류 진공펌프는 피스톤 펌프가 어려움을 겪는 진공 애플리케이션/응용 분야 내에서 높은 에너지 효율을 보여줍니다. 원래 고압 범위에서 유체를 이동하도록 설계 된 피스톤 펌프는 진공 생성 시 에너지 폐기물을 발생합니다. 이는 마찰 및 열 손실과 함께 진공 상태를 유지하는 데 필요한 피스톤 기계적 움직임 때문입니다. 따라서 피스톤 펌프는 종종 간헐적 작동 시 사용됩니다. 이는 예를 들어 포장 또는 취급 및 리프팅 시 진공이 쇼트 시간 동안만 필요한 경우에 주기적으로 회전 켜짐 및 꺼짐을 의미합니다. 반면 스크류 진공펌프는 회전 방식으로 진공을 생성하여 보다 효율적인 연속운전을 가능하게 합니다. 이는 에너지 손실을 최소화하고 상수 진공 레벨 유지에 도움이 됩니다.

Busch (부쉬)의 진공 펌프는 에너지 효율성 극대화를 위해 설계되었습니다. ECOTORQUE , Busch (부쉬)의 가변 속도 구동(VSD)을 장착할 수 있습니다. 이 옵션은 COBRA 건식 스크류 진공펌프에도 사용할 수 있습니다. 진공 펌프 회전 속도를 실제 공정 요구 사항에 맞게 조정함으로써 ECOTORQUE는 최대 50%의 에너지 절감을 달성할 수 있습니다. 따라서 이 기능은 에너지 비용 절감 및 운영 효율 개선을 원하는 모든 산업에 이상적인 선택입니다.

유지보수

스크류 진공펌프는 일반적으로 피스톤 펌프에 비해 유지보수 필요성이 적습니다. 피스톤 펌프에는 시간이 지남에 따라 마모되는 실린더 라이너 및 베어링 등의 기계 부품이 많습니다. 스크류 진공펌프 제품군은 특히 펌프가 지속적으로 사용되고 유지보수로 인한 고장 시간 최소화가 필요한 애플리케이션/응용 분야 등에서 장기적인 내구성을 제공합니다. 진공 펌프 내부의 스크류 로터는 서로 또는 실린더 하우징과 접촉 없이 작동합니다. 유입된 물질 비접촉 압축 덕분에 움직이는 부품 마모가 없습니다. COBRA 건식 스크류 진공펌프 사용 시 정기적인 간격으로 기어 오일 교환만 필요하므로 유지보수 비용이 최소화됩니다.

운영 비용

피스톤 펌프는 움직이는 부품의 적절한 윤활, 피스톤과 실린더 벽 사이의 촘촘한 밀봉 유지, 작동 중 발생하는 열 소멸을 보장하기 위해 상수 오일 공급 장치가 필요합니다. 이러한 이유로 많은 고객이 특수 오일 라인을 설치하여 상시 재충진이 필요하지 않습니다. 그러나 이는 소비되는 오일 양이 많아 운영 비용 증가로 이어집니다. Busch (부쉬)의 COBRA 건식 스크류 진공펌프는 컴프레서 챔버 내 오일 없이도 이러한 비용을 절감할 수 있습니다.

소음 레벨

피스톤 펌프의 앞뒤 움직임은 상당한 소음 및 진동 레벨 발생 경향이 있습니다. 이는 소음 제어 및 진동 최소화가 중요한 환경에서 문제가 될 수 있습니다.

COBRA 건식 스크류 진공펌프 작동 소음은 가정용 진공 청소기의 소음과 비교해 볼 때 약 69 dB(A)로 훨씬 낮습니다. 반면, 피스톤 진공 펌프 사이즈에 따라 최대 85 dB(A)에 도달할 수 있으며, 이는 번잡한 도로 근처에 서 있는 것과 동일합니다.

작동 신뢰성

피스톤 펌프는 주로 실린더 내에서 피스톤의 앞뒤 운동을 통해 액체 또는 기체를 이동시키는 데 사용됩니다. 연속운전 시 고진공 수준을 유지하기 위해 최적화 되지 않았지만 진공 성형 또는 포장 등의 거친 진공에서 중진공 소요 시 효과적입니다.

Busch (부쉬)의 스크류 진공펌프 제품군은 사용 수명이 길어 모든 진공 레벨 전반에 걸쳐 장기간 효율 및 동작 신뢰도/신뢰도를 제공합니다. COBRA 건식 스크류 진공펌프 제품군은 강철 탈기 등 까다로운 환경을 위해 설계 되었습니다. 또한 매우 높은 베이퍼 및 파티클 수용성 덕분에 까다로운 산업 어플리케이션 시 안정적인 성능을 보장합니다.