Uansett om det er snakk om matvareindustri, farmasøytisk industri, kjemi- eller prosessindustri, metallindustri eller bilindustri: i mange bransjer krever forskjellige produksjonsprosesser et gasstrykk betydelig under atmosfærisk trykk. Et trykk på -700 mbar (300 mbar abs.) betraktes som negativt trykk. Serien starter under 300 mbar absolutt vakuum og er inndelt i grovt, fint, høyt og svært høyt vakuum (se diagram).
Innenfor vakuumteknologi arbeider vi med absolutte trykk i millibar (mbar). Tilføyelsen "absolutt" betyr at verdien refererer til helt perfekt vakuum. Perfekt vakuum har et trykk på 0,0000 mbar absolutt. I vakuum-teknologi, er det absolutte trykket alltid angitt, slik at indeksen "abs" normalt kan utelates.På anlegg kan grovt, fint og høyvakuum oppnås på en økonomisk måte, hvis såkalte pumpesett benyttes. Disse vakuumpumpesettene arbeider i minst to trinn. Støttepumper og lobeblåsere arbeider sammen. Aerzener Maschinenfabrik GmbH, som har produsert lobeblåsere siden 1868, har også produsert spesiallobeblåsere for vakuumgenerering siden 1940. AERZEN er imidlertidig ikke bare en av pionerne innen denne teknologien. I dag er selskapet en av verdens ledende produsenter med et bredt spekter av blåsere med negativt trykk og vakuumblåsere. Denne suksessen er basert på teknisk kompetanse, høypresisjonsproduksjon, kontinuerlig utviklingen, erfarne medarbeidere og en kontinuerlig, intensiv dialog med kundene. For generering av undertrykk opp til 500 mbar abs. AERZEN leverer lobeblåsere i serien Delta Blower G5. Den nyutviklede serien skrueblåsere, Delta Hybrid kan til og med generere negative trykk opp til 300 mbar abs. Negativt trykk opptil 500 mbar abs. eller opptil 300 mbar abs. oppnås i ett trinn.
Imidlertid kan negative trykk under 300 mbar abs. bare oppnås med dobbelttrinn i et såkalt pumpesett ved kombinerte bruk av en støttepumpe sammen med en vakuumlobeblåser. Så, den volumstrømer som kreves av operatøren, det såkalte driftspunktet kan trygt oppnås. I den første fasen, reduserer støttepumpen trykket i det tilgjengelige mediet i et reservoar eller rom til et forhåndsvakuum på f.eks. 200 mbar abs. Så, som andre etappe, starter vakuumlobeblåseren, og oppnår i felles drift med støttepumpen det nødvendige sluttvakuumet, eller ønsket volumstrøm. Fremtidens brukere av vakuumanlegg (f.eks. et stålverk i Kina) signaliserer til produsenten av pumpesett (f.eks. en tysk fabrikkprodusent) at de viktige parameterne for anlegget er:
Ut fra dette vil produsenten av pumpesett velge passende støttepumpe og den passende vakuumblåseren sammen med AERZEN.
Som mulig støttepumpesystem, avhengig av bruksområdet, kan det benyttes vannringvakuumpumpe, oljesmurte roterende vingepumper eller regulerbare klopumper for nøytrale gasser. For spesielle høykvalitetsapplikasjoner i kjemisk industri for evakuering av prosessgasser kan ekspansive skruevakuumpumper være nødvendig. Som spesialist med mange års erfaring, har AERZEN omfattende ytelsesdokumentasjon for alle typer støttepumpesystemer, som veileder produsenten av pumpesettet om valg av optimalt støttepumpesystem og kan i nært samarbeid med produsenten velge optimal AERZEN positivt vakuum lobeblåser. For å oppfylle parametere som kreves av operatøren av pumpesettet, blir støttepumpen og AERZENs vakuumblåsere energimessig og termisk optimal tilpasset hverandre.
Bilde 1 viser en teoretisk beregning av samspillet mellom støttepumpen (oransje linje) og en AERZEN vakuumblåser i GMA-serien (grønn linje) som dobbeltrinnsløsning. For å redusere pumpetiden med flertrinnsløsninger er det imidlertidig også mulig med én støttepumpe og flere påfølgendevakuumblåsere. X-aksen viser trykkområdene for støttepumpen og vakuumblåseren. Y-aksen viser volumstrømmer. I dette eksempelet starter støttepumpen alene. Når et vakuum på 200 mbar abs. er oppnådd, starter AERZEN vakuumblåseren. Opp til driftspunktet på 1 mbar stiger den grønne kurven betraktelig. På driftspunktet er volumstrømhastigheten av kombinasjonen ca. 1750 m³/t. De to termiske kritiske trykkområdene som opptrer først og fremst i denne teoretiske beregning, kan korrigeres ved å endre parameterne i designprogrammet slik at kombinasjonen av støttepumpen og AERZEN vakuumblåseren som velges for dette eksempel sørger for det nødvendige driftspunktet. I dette eksempel 1 mbar, og kan bli driftet med denne kombinasjonen. Basert på denne fremgangsmåtenog ved observere av de termiske grensene samt bruk av den best mulig kombinasjon av støttepumper og vakuumblåsere, kan produsenten av pumpesettet og AERZEN oppfylle kravene til som er fastsatt av operatøren. AERZEN tilbyr ...
Det optimale valget av riktig kombinasjon av støttepumpe og vakuumblåser garanterer et kostnadseffektivt system og en langsiktig og økonomisk drift med høyest energieffektivitet.
AERZEN leverer vakuumblåsere med forinnløpskjøling (såkalte for-innløps-blåsere) MHV-serie i elleve størrelser for teoretisk nominelle inntaksmengder fra 250 til 61 000 m³/t. Deres maksimalt tillatte trykkforskjell er avhengig av den korresponderende termiske belastningen. Forinnløpsblåsere som hovedsakelig brukes i grovvakuum og negativt trykkområde, som støttepumpe eller negativt trykktrinn mot atmosfæren. For å oppnå høye trykkforskjeller i ett trinn, og for høye kompresjonsforhold i grovvakuumområdet opp til p2/p1 = 5. Forinnløpsblåsere i MHV-serien brukes fortrinnsvis for å oppnå kontinuerlig drift uten overopphetingsproblemer. For dette formål mates atmosfærisk luft eller gass som er avkjølt på nytt inn i den sammenstilte enheten på utløpssiden uten ytterligere ventiler, regulatorer etc. via en tredje inntakskanal. Ved bruk av nedkjølt gass blir denne avkjølt igjen først i en gass/luft-kjøler eller en gass/vann-kjøler installert mellom støttepumpe og forinnløpsblåser. Flensene på huset i forinnløpsblåsere er utstyrt med O-ringpakninger, et plaskesmøringssystem for tilførsel av smøring til vakuumblåsere med forinnløpsavkjøling. Blåseren er drevet via direktekoblet motor eller girkasse, i begrensede tilfeller via remdrift. Transportkammeret er forseglet av labyrinttetninger og drivakselen er forseglet av doble radiale tetninger med oljebarriere.
De luftkjølte blåserne i HV-serien for vakuumområdet fra 200 til 10-3 mbar fås i 12 størrelser for teoretiske nominelle inntaksmengder fra 180 til 97 000 m³/t (hastigheter fra 3000 til 3600 opm). I GMA-konstruksjoner jobber de med vertikale strømningsretning, men GLA-konstruksjoner med horisontal strømningsretning gir muligheten for et spesielt kompakt design. Begge typer anlegg brukes blant annet i belegningsprosesser innenfor kjemisk og prosessteknikk, metallurgi- og emballasjeindustrien, sentralvakuumanlegg, heliumkomprimeringssystemer og lekkasjesystemer for helium i produksjon av lamper, rør, solenergiutstyr og i bilindustrien. For spesiell bruk, kan spesielle tetninger brukes til luftkjølte, plaskesmurte blåsere og spesielle materialvarianter f.eks. for støpte deler andlober. På grunn av deres standarddrift med IE 3-motorer arbeider blåserne med ytterste energieffektivitet og kan brukes i mange markeder – blant annet også i USA, Canada og Russland. Videre er de egnet for frekvensomformerdrift. Motorene er flenset direkte til blåserne. En spesiell labyrintpakning unngår gjennomtrenging av olje fra lagerkamrene inn i transportkammeret. I tillegg er et stort dimensjonert nøytralt kammer med kondensatkanaler installert. For å oppnå en økt renseeffekt kan det nøytrale kammeret renses med tetningsgass. Som en unik funksjon, kan vakuumblåsere i HV-serien alternativt produseres i henhold til ATEX-godkjenning 94/9/EG. De tilbyr en eksplosjonstrykkmotstand opp til 13 bar, arbeider uten bypassregulering og er de eneste vakuumblåserne godkjent for sone 0 (internt) og eksternt for temperaturklasse T4. For økt prosessikkerhet er det mulig å slå av overvåkingen under 50 mbar.
AERZENs kapsledeblåserserier CM (for aggressive gasser) og HM (for nøytrale gasser) er egnet for permanent drift og gjør det mulig å ha så korte pumpeperioder og de benyttes i industriell høy vakuumteknologi for et vakuumområde mellom 200 og 10-5 mbar. Disse blåsere arbeider med kapslet drift, hvor drivakselen er forseglet av en integrert kapslet motor uten å koble passasjen til atmosfæren. En nesten dobling av hastigheten til 6000 opp til 7200 rpm med samme størrelse, gir som resultat svært korte pumpesykluser i sekundområdet, noe som fører til en betydelig akselerasjon av produksjonsprosesser for operatøren. Selv om det, for å øke ytelsen ytterligere, er to støttepumper og en Kapsletblåser integrert i pumpesettet, skiller hele enheten seg ut ved et spesielt kompakt design – noe som er en særlig fordel når det er snakk om multisystemer med flere pumpesett. Kapsledeblåsere laget av AERZEN er tilgjengelige
Disse systemene blir brukt for generering av industrielt vakuum for eksempel innenfor kjemisk og prosessteknikk, folie og glassbelegning, evakuering av hydrogen, heliumlekkasjesystemer og i alle situasjoner hvor lekkasjer absolutt må unngås. I tillegg benyttes de i halvlederindustrien innenfor mikroelektronikk, produksjon av flatskjermer innenfor laserteknologi og solenergiteknologi. Blåserne kan levere i begge retninger – vertikalt og horisontalt. På grunn av at vannkjøling er standard passer de for applikasjoner i renrom. En utmerket mekanisk motstandsevne (opp til 230 mbar) reduserer pumpetidene. Anvendelsen av en frekvensomformer gir et høyt styringsområde (1:5) mulig, noe som muliggjør bruk av mindre blåserstørrelser. Takket være ulike motorvarianter for nettverk, sykliske og kontinuerlig drift, finnes det alltid en individuell løsning , selv for spesielle applikasjoner.
For optimal utforming av et pumpesett for vakuumgenerering finnes det ingen "hyllevare"-løsninger, ettersom ytelsesparameterne til støttepumpen og vakuumblåseren må være optimalt tilpasset hverandre. Bare da vil pumpesettet oppnå de parameterne som kreves av brukeren og det fastsatte driftspunktet. Derfor kan den optimale løsningen bare oppnås gjennom råd fra AERZEN som leverandør av vakuumblåser og fra produsenten av pumpesettet, som kjøper komponentene til støttepumpen og vakuumblåseren fra eksterne leverandører. Med omfattende programvare kan AERZEN vurdere pumpekombinasjon bestående av støttepumpe og AERZEN vakuumblåsere planlagt eller fastsatt av produsenten av pumpesettet. "Vi var spesielt oppmerksom på å unngå termisk kritiske trykkområder og for å gi den de energibesparende valgmulighetene innenfor operasjonsområdet. For AERZEN gjelder "Vi gir ikke bare råd til produsenten av pumpesettet om prosessvakuum applikasjonen, men også når det gjelder utformingen av hele pumpesettkombinasjonen."
Forfatter: Norbert Barlmeyer, journalist med trykkluftteknologi som spesialfelt, Bielefeld
