Hvad enten det er inden for levnedsmiddelindustrien, medicinalindustrien, kemi- eller procesteknologien, metalbearbejdning eller inden for automobilindustrien: inden for mange industrier kræves der forskellige produktionsprocesser med et gastryk betydeligt under det atmosfæriske tryk. Et tryk på -700 mbar (300 mbar abs.) betragtes som et negativt tryk. Under 300 mbar absolut tryk begynder vakuumområdet, underopdelt i ujævnt, fint, højt og ultrahøjt vakuum (se skema).
Inden for vakuumteknologien arbejder vi med absolutte tryk i millibar (mbar). Tilføjelsen "absolut" betyder, at værdien refererer til det absolut perfekte vakuum. Perfekt vakuum har et absolut tryk på 0.0000 mbar. Inden for vakuumteknologien vises det absolutte tryk altid, så indekset "abs" er generelt ikke nødvendigt.Ved anlæg kan ujævnt, fint og højt vakuum opnås økonomisk, hvis der anvendes såkaldte pumpeaggregater. Disse vakuumpumpeaggregater arbejder som minimum med 2 trin. Reservepumper og kapselblæsere samarbejder. Aerzener Maschinenfabrik GmbH, producent af kapselblæsere siden 1868, har også produceret specielle kapselblæsere til vakuumproduktion siden 1940. Derfor er AERZEN ikke kun en pioner inden for denne teknologi. I dag er virksomheden en verdensførende producent med en lang række negative trykblæsere og vakuumblæsere. Denne succes er baseret på teknisk kompetence, højpræcisionsproduktion, permanent udvikling, erfarne medarbejdere og en løbende, intensiv dialog med kunderne. Til produktion af negativt tryk op til 500 mbar abs. AERZEN leverer kapselblæsere i serien Delta Blower G5. De nyudviklede rotationsstempel-kompressorer i serien Delta Hybrid producerer også negative tryk op til 300 mbar abs. Negative tryk op til 500 mbar abs. eller op til 300 mbar abs. opnås allerede i et trin.
Negative tryk under 300 mbar abs. kan kun opnås med to trin i et såkaldt pumpeaggregat med en kombineret anvendelse af en reservepumpe sammen med en vakuumkapselblæser. Det volumenflow, som operatøren kræver, det såkaldte driftspunkt, opnås på en sikker måde. I første trin reducerer reservepumpen trykket for det medie, der er tilgængeligt i en beholder eller et rum til et prævakuum på f.eks. 200 mbar abs. Som andet trin starter vakuumkapselblæseren og opnår på grund af den fortsatte fælles drift med reservepumpen det nødvendige endelige vakuum eller det nødvendige volumenflow. Den fremtidige operatør af vakuumanlægget (f.eks. stålværker i Kina) anfører alle vigtige parametre for det nødvendige anlæg til producenten af pumpeaggregatet (f.eks. en tysk anlægsproducent):
Derpå vælger producenten af pumpeaggregatet den passende reservepumpe og vakuumblæser sammen med AERZEN.
Som eventuelt reservepumpesystem, afhængig af applikationen, anvendes der vandringsvakuumpumper, oliesmurte lamelpumper eller kontrollerbare klopumper til neutrale gasser. Særligt til højkvalitetsapplikationer inden for den kemiske industri til udpumpning af procesgas kan det være nødvendigt med dyre skruevakuumpumper. Som specialist med mange års erfaring har AERZEN omfattende dokumenter om ydeevnen for alle reservepumpesystemer, rådgiver producenten af pumpeaggregatet vedrørende valg af det optimale reservepumpesystem og vælger i tæt samarbejde med producenten den optimale AERZEN vakuumkapselblæser. For at leve op til de parametre, som operatøren af pumpeaggregatet kræver, er reservepumpen og AERZEN vakuumblæsere tilpasset optimalt til hinanden både energisk og termisk.
Billede 1 viser i en teoretisk beregning interaktionen for en reservepumpe (orange linje) og en AERZEN vakuumblæser serie GMa (grøn linje) som løsning med to trin Til reduktion af pumpetiden er det også muligt med flertrinsløsninger med en reservepumpe og flere successivt arbejdende vakuumblæsere. På x-aksen vises trykområderne for reservepumpen og vakuumblæseren, på y-aksen vises volumenflowet. I dette eksempel starter reservepumpen i første omgang alene. Når der er nået et vakuum på 200 mbar abs, starter AERZEN vakuumblæseren. Op til driftspunktet på 1 mbar stiger den grønne kurve betydeligt. På driftspunktet er volumenflowet for kombinationen ca. 1.750 m³/t. De to termisk kritiske trykområder, der vises først i denne teoretiske beregning, kan korrigeres med ændrede parametre i designprogrammet, så kombinationen af reservepumpe og AERZEN vakuumblæser, som er valgt til dette eksempel, sikrer det nødvendige driftspunkt, i dette eksempel 1 mbar, og kan betjenes succesfuldt i denne kombination. På basis af denne procedure og ved overholdelse af de termiske grænser og brugen af den bedst mulige kombination af reservepumpe og vakuumblæser lever producenten af pumpeaggregatet og AERZEN op til de parametre for pumpeaggregatet, som er angivet af operatøren. AERZEN tilbyder...
Det optimale valg af den korrekte kombination af reservepumpe og vakuumblæser garanterer et omkostningseffektivt pumpeaggregat og en langvarig og økonomisk drift med den højeste energieffektivitet.
AERZEN leverer vakuumblæsere med præindsugningskøling (såkaldte præindsugningsblæsere) serie mHV i 11 størrelser til teoretisk nominelt volumenflow for indsugning fra 250 til 61,000 m³/t. Deres maksimale tilladte differenstryk afhænger af den tilsvarende termiske belastning. Præindsugningsblæsere anvendes hovedsageligt i grovvakuum og negativt trykområde som reservepumpe eller negativt tryktrin mod atmosfæren for at opnå høje differenstryk i et trin, og for høje trykforhold i grovvakuumområdet op til p2/p1 = 5. Præindsugningsblæsere i serien mHV anvendes fortrinsvist til at opnå kontinuerlig drift uden problemer med overophedning. Til dette formål er der fremført atmosfærisk luft eller allerede efterkølet gas i aggregatet på afgangssiden uden ekstra ventil, regulatorer osv. via en tredje indsugningskanal. Når der anvendes afkølet gas er denne efterkølet forinden i en gas-/luftkøler eller en gas-/vandkøler, der er monteret mellem reservepumpen og præindsugningsblæseren. Husflangerne på præindsugningsblæserne er udstyret med O-ringstætninger, en oliebadssmøring sørger for at vakuumblæserne er forsynet med præindsugningskøling med smøreolie. Blæserne drives via en direkte koblet motor eller et tandhjul, i tilfælde af begrænset differenstryk via smal kilerem. Transportkammeret er tætnet med en kombineret stænkring-/stempelring-labyrinttætning, drivakslen er tætnet med en dobbelt radialtætningsring med oliespærre.
De luftkølede blæsere i serien HV til vakuumområdet på 200 til 10-3 mbar fås i 12 størrelser til teoretisk nominelt volumenflow for indsugning fra 180 til 97,000 m³/t (hastigheder fra 3.000 til 3.600 o/m). Ved konstruktionstype GMa arbejder de med vertikal flowretning, konstruktionstype GLa med horisontal flowretning giver mulighed for et særligt kompakt design. Begge konstruktionstyper anvendes bl.a. inden for belægningsindustrien, inden for kemi- og procesteknik, inden for metallurgi- og emballageindustrien, i centrale vakuumanlæg, inden for heliumkompression og heliumlækageregistreringssystemer, inden for produktion af pærer, lysstofrør, soludstyr og inden for automobilindustrien. Til særlige applikationer kan der benyttes specielle tætninger til luftkølede, stænksmurte blæsere og specielle materialevarianter f.eks. til støbte dele ogrotationsstempler. På grund af deres standarddrev med motorer i konstruktionstype IE 3 arbejder blæserne med højeste energieffektivitet og kan anvendes på mange markeder - bl.a. også i USA, Canada og Rusland. Derudover egner de sig til drift af frekvensomformere. Motorerne er flanget direkte på blæserne. En speciel stænkring-/stempelring-labyrintforsegling undgår gennemtrængningen af olie fra lejekamrene til transportkammeret. Desuden installeres et stort dimensioneret neutralt kammer med kondensatkanaler. For at opnå en øget renseeffekt kan det neutrale kammer renses med tætningsgas. Som en unik funktion kan vakuumblæsere i serien HV eventuelt produceres iht. ATEX-godkendelse 94/9/EF. De har en eksplosionstrykstigningsmodstand på op til 13 bar, fungerer uden bypassregulering og er de eneste vakuumblæsere, der er godkendt til zone 0 (internt) og eksternt til temperaturklasse T4. For øget processikkerhed er det muligt at standse overvågningsmuligheden under 50 mbar.
AERZEN blæsere med indbygget motor fra serien CM (til aggressive gasser) og HM (til neutrale gasser) er egnet til konstant drift, giver mulighed for særligt korte pumpetider og anvendes inden for industriel højvakuumteknologi til et vakuumområde på 200 til 10-5 mbar. Disse blæsere arbejder med et lufttæt drev, da drivakslen er tætnet med en integreret indbygget motor uden gennemføring til atmosfæren. På grund af den næsten fordoblede hastighed på 6.000 op til 7.200 o/m med samme størrelse medfører det meget korte pumpecyklusser, hvilket resulterer i en betydelig acceleration af produktionsprocesserne for operatøren. Selv hvis der for yderligere at øge ydeevnen er integreret to reservepumper og en blæser med indbygget motor i et pumpeaggregat, så adskiller hele enheden sig stadig med et særligt kompakt design - en særlig fordel med hensyn til multisystemer med adskillige pumpeaggregater. Blæsere med indbygget motor "made by AERZEN" fås
Disse systemer anvendes til generering af industrielt vakuum, for eksempel inden for kemi- og procesteknik, folie- og spejlbelægning, hydrogenudpumpning, i heliumlækageregistreringssystemer og i alle situationer, hvor lækager helt skal undgås. Desuden anvendes disse blæsere i halvlederindustrien, inden for mikroelektronik, produktionen af fladskærme, inden for laserteknologi og solarteknologi. Blæserne kan anvendes i begge retninger - vertikalt og horisontalt. På grund af standardvandkølingen er de egnede til anvendelse ved rene rumbetingelser. En fremragende mekanisk modstand (op til 230 mbar) reducerer pumpetiderne. Anvendelsen af en frekvensomformer giver mulighed for et højreguleringsområde (1:5), og derfor, brugen af mindre blæserstørrelser. Takket være forskellige motorvarianter til netværksdrift, cyklisk drift og kontinuerlig drift, kan der altid findes en individuel løsning, også til specielle applikationer.
For det optimale design af et pumpeaggregat til vakuumgenerering findes der ingen ‘standard’-løsninger, da ydeevneparametrene for reservepumpen og vakuumkapselblæseren skal tilpasses optimalt til hinanden. Kun i dette tilfælde vil pumpeaggregatet opnå de parametre, der kræves af operatøren og det angivne driftspunkt. Derfor kan den optimale løsning kun opnås med intensiv rådgivning fra AERZEN som leverandør af den påkrævede vakuumblæser sammen med producenten af pumpeaggregatet, der køber reservepumpen samt vakuumblæseren fra eksterne leverandører. Med omfattende software kontrollerer AERZEN pumpekombinationen, som består af reservepumpe og AERZEN vakuumblæser, planlagt eller som angivet af producenten af pumpeaggregatet. "Vi er særligt opmærksomme på at undgå termisk kritiske trykområder, og at levere de energimæssigt bedste gradationsforhold. For AERZEN gælder "vi rådgiver ikke kun producenten af pumpeaggregatet vedrørende procesvakuumanvendelsen, men også vedrørende designet på hele pumpeaggregatkombinationen".
Forfatter: Norbert Barlmeyer, journalist med speciale i trykluftsteknologi, Bielefeld
