Nieszczelność wyznacza minimalną wydajność źródła próżni
W szczelnym układzie źródło próżni głównie opróżnia objętość, ale przy porowatym lub nieszczelnym detalu musi stale kompensować przeciek. Dlatego dobór eżektora lub pompy powinien uwzględniać przepływ nieszczelności przy wymaganym poziomie podciśnienia.
Jeżeli przeciek jest duży: porównaj wynik z wymaganą wydajnością pompy próżniowej albo parametrami eżektora.
Sprawdź również średnicę przewodu próżniowego, bo zbyt mały przewód może ograniczyć wydajność dostępną przy przyssawce. Cały pakiet jest w kategorii Pneumatyka.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Test wzrostu ciśnienia wykonuj możliwie blisko rzeczywistego zakresu pracy. Przeciek przez szczelinę lub porowaty materiał może zmieniać się wraz z różnicą ciśnień, dlatego wynik z bardzo innego poziomu próżni może nie odpowiadać dokładnie warunkom roboczym.
Leak rate z testu wzrostu ciśnienia
W metodzie pressure-rise po uzyskaniu próżni układ zostaje odizolowany od pompy. Jeżeli ciśnienie rośnie, a wpływ odgazowania i temperatury jest pomijalny, przepływ nieszczelności można wyznaczyć z iloczynu objętości i szybkości wzrostu ciśnienia.
Dla objętości 5 l, spadku podciśnienia z 60 do 50 kPa w czasie 10 s ciśnienie absolutne rośnie o 10 kPa, czyli 100 mbar. Leak rate wynosi wtedy 50 mbar·l/s. Odpowiada to około 2,96 l/min wolnego powietrza przy ciśnieniu atmosferycznym.
Leybold podaje tę samą zależność jako qL = V · Δp / Δt dla testu wzrostu ciśnienia w znanej objętości.
Wydajność ssania potrzebna do utrzymania próżni
Leak rate ma wymiar przepływu ciśnienie × objętość / czas. W punkcie pracy generator usuwa ten sam strumień gazu przy niższym ciśnieniu absolutnym, dlatego wymagany przepływ objętościowy po stronie ssania jest większy niż ekwiwalent przecieku odniesiony do atmosfery.
Dla przecieku 50 mbar·l/s i podciśnienia 60 kPa ciśnienie absolutne wynosi około 413 mbar. Minimalna wydajność ssania to około 7,3 l/min. Po dodaniu 30% zapasu otrzymujemy około 9,4 l/min.
Wartość należy sprawdzić na charakterystyce suction capacity konkretnego generatora przy wymaganym podciśnieniu. Festo wskazuje, że dla wyraźnie nieszczelnych układów generator dobiera się właśnie z uwzględnieniem przepływu przecieku.
Porowaty detal i przyssawka próżniowa
Przy kartonie, drewnie, tkaninach, piankach i chropowatych powierzchniach przepływ może być znacznie większy niż przeciek wynikający z samej instalacji. W takim przypadku generator pracuje jako źródło ciągłego przepływu, a nie wyłącznie jako urządzenie do szybkiego opróżnienia zamkniętej objętości.
Festo opisuje dobór generatora dla układów przeciekowych przez pomiar osiągniętego poziomu próżni i odczyt odpowiadającego mu residual airflow. SMC w obliczeniach wymaganej wydajności dodaje przepływ nieszczelności QL do przepływu potrzebnego na ewakuację objętości.
Przy bardzo porowatym detalu większa średnica przyssawki nie zawsze rozwiązuje problem. Często potrzebny jest generator o większej wydajności ssania albo inny typ chwytaka.
Dla ucznia technikum mechatronicznego i studenta automatyki
Najważniejsze jest rozróżnienie leak rate od zwykłego przepływu objętościowego. Jednostka mbar·l/s zawiera zarówno ciśnienie, jak i objętość, więc może opisywać ten sam strumień gazu niezależnie od tego, przy jakim ciśnieniu obserwujemy jego aktualną objętość.
Przepływ objętościowy po stronie próżni rośnie, gdy ciśnienie absolutne maleje. Ten sam dopływ odpowiadający 3 l/min przy atmosferze może wymagać ponad 7 l/min wydajności ssania przy około 40 kPa(a).
Test wzrostu ciśnienia wymaga odizolowania pompy. Gdy wzrost ciśnienia wynika również z odgazowania ścian, wilgoci albo zmiany temperatury, prosty wynik może zawyżać rzeczywisty przeciek.
Typowy błąd: porównanie przecieku w l/min przy atmosferze bezpośrednio z katalogowym suction rate przy wysokim podciśnieniu. Obie wartości odnoszą się do innych gęstości gazu.
Przykładowe zadania z rozwiązaniami
Treść: Układ ma 5 l. Po odcięciu generatora podciśnienie spada z 60 do 50 kPa w 10 s. Oblicz leak rate, przeciek w l/min przy atmosferze oraz minimalną wydajność ssania przy 60 kPa podciśnienia.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Przyrost ciśnienia absolutnego: 10 kPa = 100 mbar.
Leak rate: qL = 5 × 100 / 10 = 50 mbar·l/s.
Przeciek przy 1 atm: 50 / 1013,25 × 60 ≈ 2,96 l/min.
Wydajność ssania przy 60 kPa podciśnienia: 50 / 413,25 × 60 ≈ 7,26 l/min.
Treść: Objętość wynosi 10 l. Podciśnienie spada z 70 do 60 kPa w 20 s. Oblicz leak rate i wydajność potrzebną do utrzymania 70 kPa podciśnienia. Przyjmij 25% zapasu.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Przyrost ciśnienia: 100 mbar.
Leak rate: 10 × 100 / 20 = 50 mbar·l/s.
Przy 70 kPa podciśnienia ciśnienie absolutne wynosi około 313,25 mbar.
Minimum: 50 / 313,25 × 60 ≈ 9,58 l/min.
Z zapasem 25%: 9,58 × 1,25 ≈ 11,97 l/min.
Treść: Porowaty detal przepuszcza równowartość 5 l/min powietrza przy atmosferze. Wymagane podciśnienie to 60 kPa. Oblicz wydajność generatora z zapasem 30%.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Ciśnienie absolutne: 101,325 − 60 = 41,325 kPa.
Przepływ po stronie ssania rośnie w stosunku około 101,325 / 41,325 ≈ 2,45.
Minimum: 5 × 2,45 ≈ 12,26 l/min.
Z zapasem 30%: 12,26 × 1,30 ≈ 15,94 l/min.
Treść: Generator zapewnia 40 l/min suction rate przy 70 kPa podciśnienia. Przyjmij 30% rezerwy. Oblicz maksymalny ekwiwalent przecieku przy ciśnieniu atmosferycznym.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Ciśnienie absolutne przy 70 kPa podciśnienia: 31,325 kPa.
Po odjęciu rezerwy użyteczna wydajność do bilansu przecieku odpowiada 40 / 1,30.
Przeciek odniesiony do atmosfery: 40 × 31,325 / 101,325 / 1,30 ≈ 9,51 l/min.
Ciekawostka
Ten sam przeciek masowy zajmuje coraz większą objętość wraz ze spadkiem ciśnienia. Dlatego generator utrzymujący wysoką próżnię musi mieć znacznie większy suction rate niż liczba l/min przecieku odniesiona do warunków atmosferycznych.
Powiązane kalkulatory pneumatyczne
Źródła i założenia
- Leybold – pressure rise test i zależność qL = V · Δp / Δt
- Festo – Basic principles of vacuum technology, dobór generatora według leakage flow
- SMC – vacuum ejector sizing, leakage volume QL i required suction flow
Model dla testu: qL = V · Δp / Δt. Przeliczenie na wydajność ssania wykorzystuje bilans q = p · S przy stałym strumieniu gazu. Dla dużych przecieków, przepływu zależnego od różnicy ciśnień, odgazowania i zmian temperatury wynik należy traktować jako przybliżenie i potwierdzić charakterystyką urządzenia.
FAQ – nieszczelność układu próżniowego
Ostatnia aktualizacja: 25.08.2026