Kiến thức KNF

Nguyên lý và công nghệ

Bơm màng – nguyên lý dịch chuyển thể tích

Bơm KNF là bơm dịch chuyển thể tích dạng màng. Cơ cấu truyền động biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của thanh truyền, kéo màng đàn hồi lên xuống. Ở hành trình đi xuống, thể tích khoang bơm tăng và môi chất được hút vào qua van nạp; ở hành trình đi lên, môi chất bị nén và đẩy ra qua van xả. Màng đồng thời là phần tử bơm và là vách ngăn kín giữa khoang bơm với cơ cấu truyền động, vì vậy bơm không cần phớt động và không có dầu bôi trơn tiếp xúc với môi chất.

Từ nguyên lý này suy ra các ưu điểm then chốt trong phòng thí nghiệm:

• Không dầu: không có hơi dầu đi ngược vào hệ chân không làm nhiễm bẩn mẫu, không phải thay dầu và không phát sinh dầu thải lẫn dung môi.
• Chịu ẩm và hơi ngưng tụ: bơm khí dạng màng vẫn hoạt động khi hút khí ẩm, hơi dung môi có ngưng tụ.
• Bơm chất lỏng tự mồi và chạy khô an toàn: đặc tính quan trọng của dòng SIMDOS® và LIQUIPORT®.
• Độ ồn thấp, ít bảo trì: không ma sát phớt, phù hợp đặt trên bàn thí nghiệm hoặc trong tủ hút.

Vật liệu tiếp xúc môi chất

Với ứng dụng chân không hóa học, các bơm LABOPORT® dùng đầu bơm PTFE, màng phủ PTFE và van FFPM (perfluoroelastomer). Tổ hợp này chịu được phần lớn hơi dung môi hữu cơ và hơi axit thường gặp. Với bơm chất lỏng, người dùng chọn vật liệu đầu bơm theo hóa chất: SIMDOS® có đầu bơm PP, PVDF, PTFE hoặc thép không gỉ, màng FFKM hoặc phủ PTFE; LIQUIPORT® có đầu bơm PP, PVDF hoặc PTFE.

Bơm và hệ thống chân không LABOPORT®

Thế hệ LABOPORT® mới xây dựng trên hai bơm cơ bản N 820 G (20 l/phút) và N 840 G (34 l/phút), cùng chân không tới hạn 6 mbar tuyệt đối, có điều chỉnh tốc độ động cơ và van gas ballast tích hợp. Từ bơm cơ bản có thể nâng cấp lên các cấu hình hệ thống SR, SH và SC. Cấu hình SC gồm bơm, đế, bình tách phía hút, bộ ngưng tụ hiệu suất cao phía đẩy và bộ điều khiển chân không.

Bộ điều khiển của SC 820 G/SC 840 G có màn hình cảm ứng, núm xoay chỉnh chính xác và điều khiển từ xa không dây để thao tác từ bên ngoài tủ hút đã đóng. Bộ điều khiển có bốn chế độ vận hành, chức năng ramp tự nhận biết và theo dõi điểm sôi nên không cần thư viện dung môi, đồng thời cho tỷ lệ thu hồi cao ngay cả với dung môi sôi thấp. Khi cần chân không sâu hơn, dòng N 920 G/SC 920 G đạt 2 mbar với lưu lượng 21 l/phút. Bộ điều khiển rời VC 900 có cảm biến áp suất và van riêng, dùng được với nhiều loại bơm.

Bên cạnh đó còn có các bơm cổ điển như N 96 (bơm mini 7 l/phút, 130 mbar), N 816.3 KT.18 (16 l/phút, 20 mbar), N 938.50 KT.18 (30 l/phút, 15 mbar) và N 860.3 FT.40.18 (60 l/phút, 4 mbar) cho tải lớn. Máy cô quay RE 212 FW-G có tốc độ quay 5–315 vòng/phút, bể nước 10–90 °C (bể dầu tùy chọn 10–180 °C) và bình cô 50–2000 ml.

Định lượng và chuyển chất lỏng

SIMDOS® là bơm màng dẫn động bằng động cơ bước, hậu duệ của dòng FEM. SIMDOS® 02 cho dải 0,03–20 ml/phút, SIMDOS® 10 cho dải 1–100 ml/phút, áp suất làm việc đến 6 bar, độ lặp lại ±1%, tự mồi và có bảo vệ chạy khô. Phiên bản S điều khiển bằng tay, phiên bản RC-P nhận điều khiển từ bên ngoài. LIQUIPORT® NF 100 (0,2–1,3 l/phút) và NF 300 (0,5–3,0 l/phút) dùng để chuyển chất lỏng, điều chỉnh lưu lượng bằng núm xoay (S) hoặc tín hiệu analog từ xa (RC).

Cách chọn thiết bị phù hợp

Nguyên tắc chung của KNF: thể tích hệ càng lớn thì cần lưu lượng càng cao; chất lỏng càng nhớt thì cần chân không càng sâu; khi cần kiểm soát mức chân không, hãy chọn hệ thống có bộ điều khiển thay vì chỉ một bơm. Lưu ý lưu lượng danh định đo ở áp suất khí quyển; lưu lượng hiệu dụng giảm dần khi áp suất trong hệ giảm.

Một số lưu ý khi chọn:

• Cô quay: ba thông số quyết định là thể tích bình cô, chân không tới hạn cần thiết và có cần điều khiển từ xa hay không.
• Lọc: độ xốp màng lọc, độ nhớt dịch lọc và loại hạt ảnh hưởng tốc độ lọc. Chân không quá yếu làm quá trình kéo dài, quá mạnh có thể làm rách hoặc xẹp màng lọc.
• Định lượng: xác định dải lưu lượng (0,03–20 hay 1–100 ml/phút), kiểu điều khiển (tay hay tín hiệu ngoài) và vật liệu đầu bơm tương thích hóa chất.
• Dung môi dễ cháy: chọn model có nhãn ATEX phù hợp và hiểu đúng giới hạn "internal atmosphere only" (xem phần câu hỏi thường gặp).

Vận hành và bảo trì

• Dùng gas ballast khi hút hơi ngưng tụ: mở van gas ballast để đưa một lượng nhỏ khí vào khoang bơm, giảm ngưng tụ hơi bên trong đầu bơm, giữ ổn định chân không và tuổi thọ màng, van.
• Làm khô đầu bơm sau khi dùng: sau quá trình hút hơi dung môi, nên cho bơm chạy thêm vài phút ở áp suất khí quyển để đẩy hết hơi còn đọng trước khi tắt máy.
• Bình tách và bộ ngưng tụ: bình tách phía hút giữ giọt lỏng và hạt, bộ ngưng tụ phía đẩy thu hồi dung môi, bảo vệ môi trường phòng thí nghiệm. Hãy xả bình thu thường xuyên, không để đầy.
• Điều kiện làm việc: nhiệt độ môi chất và môi trường của các bơm chân không LABOPORT® nằm trong khoảng +5…+40 °C; dùng ống chịu chân không, ngắn và đúng đường kính đầu nối (ví dụ ID 9,5–8 mm với N 820 G/N 840 G).
• Vật tư hao mòn: màng và van là chi tiết thay thế định kỳ. KNF cung cấp bộ phụ tùng (spare parts kit) và video hướng dẫn bảo dưỡng cho từng model; giảm chân không tới hạn hoặc tăng tiếng ồn bất thường thường là dấu hiệu cần kiểm tra màng, van.
• Bơm chất lỏng: khi đổi loại chất lỏng hoặc ống, nên kiểm tra lại lưu lượng thực tế (cân hoặc ống đong) và rửa sạch đầu bơm bằng dung môi tương thích sau khi bơm hóa chất có thể kết tinh.