Indiferent dacă este vorba despre industria alimentară sau farmaceutică, chimie sau tehnologie de proces, prelucrarea metalelor sau industria auto: în numeroase ramuri industriale, diverse procese de producție necesită atmosfere de gaz la presiune considerabil mai mică decât cea atmosferică. O presiune de -700 mbar (300 mbar abs.) este considerată presiune negativă. Sub valoarea de 300 mbar presiune absolută începe domeniu vidului, subîmpărțit în vid preliminar, fin, înaintat și ultraînaintat (vezi diagrama).
În tehnica vidului, lucrăm cu presiuni absolute în milibari (mbar). Termenul „absolut” înseamnă că valoarea se referă la vidul perfect absolut. Vidul perfect absolut are o presiune de 0,0000 mbar absolut. În tehnica vidului se indică întotdeauna presiunea absolută, astfel încât în general indicația „abs.” se poate omite.În instalații se poate obține în mod economic vid preliminar, fin și înaintat dacă se folosesc așa-numitele seturi de pompare. Aceste seturi de pompare de vid funcționează în cel puțin două trepte. Pompele de vid preliminar și suflantele funcționează împreună. Aerzener Maschinenfabrik GmbH, producător de suflante – cu pistoane rotative din 1868, produce din anul 1940 și suflante de vid. Astfel, AERZEN nu este doar un pionier al acestei tehnologii. Azi, compania este un producător de vârf la nivel mondial, cu o gamă largă de presiuni negative și suflante de vid. Acest succes se bazează pe competență tehnică, producție de înaltă precizie, dezvoltare permanentă, personal cu experiență și un dialog continuu, intens, cu clienții. Pentru generarea unei presiuni negative până la 500 mbar abs. AERZEN furnizează suflante volumetrice din seria Delta Blower G5. Noile compresoare cu lobi din seria Delta Hybrid generează presiuni negative chiar și până la 300 mbar abs. Presiuni negative până la 500 mbar abs. sau 300 mbar abs. se ating deja într-o treaptă.
Cu toate acestea, presiunile negative sub 300 mbar abs. se pot atinge doar în două trepte, într-un așa-numit set de pompare, prin utilizarea împreună a unei pompe de vid preliminar și a unei suflante de vid. Astfel, debitul volumic necesar operatorului, așa-numitul punct de lucru, este atins cu siguranță. În prima etapă, pompa de vid preliminar reduce presiunea mediului disponibil într-un rezervor sau într-o cameră la un vid preliminar de ex., de 200 mbar abs. Apoi, în treapta a doua, pornește suflanta de vid și, datorită funcționării împreună cu pompa de vid preliminar, se atinge vidul final necesar sau debitul volumic necesar. Viitorul operator al instalației de vid (de ex. o oțelărie din China) indică producătorului setului de pompare (de ex., un producător german de instalații) toți parametrii esențială pentru instalația dorită:
Apoi, producătorul setului de pompare alege pompa de vid preliminar adecvată și suflanta de vid adecvată împreună cu AERZEN.
Ca sistem posibil de pompă de vid preliminar, în funcție de aplicație, se folosesc pompe de vid cu inel de apă, pompe de vid cu rotor excentric în baie de ulei sau pompe cu gheare cu posibilitate de comandă, pentru gaze neutre. Pentru aplicații de calitate ridicată din industria chimică, pentru evacuarea gazelor tehnologice, pot fi necesare pompe de vid cu șurub scumpe. Ca specialist cu mulți ani de experiență, AERZEN dispune de documentație de performanță extinsă pentru toate sistemele de pompe de vid preliminar, consiliază producătorul setului de pompare în legătură cu alegerea sistemului optim de pompă de vid preliminar și selectează în strânsă cooperare cu acesta cea mai potrivită suflantă de vid AERZEN. Pentru a atinge parametrii ceruți de operatorul setului de pompare, se optimizează între ele din punct de vedere energetic și termic pompa de vid preliminar și suflantele de vid AERZEN.
Figura 1 arată printr-un calcul teoretic interacțiunea dintre o pompă de vid preliminar (linia portocalie) și o suflantă AERZEN din seria GM (linia verde), ca soluție în două trepte. Cu toate acestea, pentru a reduce timpul de pompare, sunt posibile și soluții în trepte cu o pompă de vid preliminar și mai multe suflante de vid în serie. Pe axa x se prezintă domeniile de presiune ale pompei de vid preliminar și suflantei de vid iar pe axa y, debitele volumice. În acest exemplu, la început, pompa de vid preliminar pornește singură. Când se atinge un vid de 200 mbar abs., pornește suflanta de vid AERZEN. Până la punctul de lucru de 1 mbar, curba verde crește considerabil. La punctul de lucru, debitul volumic al combinației este de aproximativ 1,750 m³/h. Cele două domenii critice de presiune care apar mai întâi în acest calcul pot fi corectate pentru parametri modificați în programul de proiectare, astfel încât combinația de pompă de vid preliminar și suflantă de vid AERZEN selectată pentru acest exemplu asigură punctul de lucru dorit, în acest exemplu, 1 mbar, și poate fi folosită cu succes în această combinație. Pe baza acestei proceduri, respectând limitele termice și folosind cea mai bună combinație posibilă de pompă de vid preliminar și suflantă de vid, producătorul setului de pompare și AERZEN atinge parametrii setului de pompare stipulați de operator. AERZEN oferă...
Alegerea optimă a combinației corecte de pompă de vid preliminar și suflantă de vid garantează un set de pompare rentabil și o funcționare pe termen lung și economică la eficiență energetică maximă.
AERZEN oferă suflante de vid cu răcire preliminară (așa-numitele suflante cu răcire la intrare) din seria mHV în 11 dimensiuni pentru debite volumice de intrare nominale teoretice de la 250 la 61.000 m³/h. Presiunea lor diferențială maximă admisibilă depinde de sarcina termică corespunzătoare. Suflantele cu răcire preliminară sunt folosite în principal în domeniul de vid preliminar și presiune negativă ca pompe de vid preliminar sau treaptă de presiune negativă față de atmosferă, pentru a atinge presiuni diferențiale mari într-o treaptă, și pentru rapoarte de compresie mari în domeniul de vid preliminar până la p2/p1 = 5. Suflantele cu răcire preliminară din seria mHV se folosesc de preferință pentru a permite funcționarea continuă fără probleme de supraîncălzire. Pentru acest scop, aerul atmosferic sau gazul deja răcit este alimentat în echipament la partea de refulare fără un ventil suplimentar, regulatoare etc., printr-un al treilea canal de aspirație. Atunci când se folosește gaz răcit, acesta este răcit din nou într-un răcitor gaz/aer sau gaz/apă instalat între pompa de vid preliminar și suflanta cu răcire preliminară. Flanșele carcasei de la suflantele cu răcire preliminară sunt echipate cu etanșări de tip O-ring iar un sistem de lubrifiere cu barbotare asigură alimentarea cu ulei de lubrifiere a suflantelor de vid cu răcire preliminară. Suflantele sunt antrenate cu un motor cuplat direct sau cu un reductor cu dinți drepți iar în cazul unei presiuni diferențiale limitate, prin intermediul unei curele trapezoidale înguste. camera de vehiculare este etanșată cu garnituri combinate de tip labirint cu inel de barbotare –iar axul de antrenare este etanșat cu inele radiale de etanșare duble cu barieră de ulei.
Suflantele răcite cu aer din seria HV pentru domeniul de vid de la 200 la 10-3 mbar sunt disponibile în 12 dimensiuni pentru debite volumice teoretice nominale de aspirație de la 180 la 97.000 m³/h (turații de la 3.000 la 3.600 rpm). În varianta constructivă GMa, ele funcționează cu direcție de curgere verticală, iar varianta constructivă GLa cu direcție de curgere orizontală face posibil o execuție deosebit de compactă. Ambele variante constructive sunt folosite între altele în procese de acoperire, în tehnologia chimică și de proces, în metalurgie și industria ambalajelor, în instalații centralizate de vid, în sisteme de comprimare a heliului și de detectare cu heliu a scurgerilor, la fabricarea becurilor, tuburilor, echipamentelor solare și în industria auto. Pentru aplicații speciale se pot folosi etanșări speciale pentru suflante răcite cu aer, suflante cu ungere prin barbotare și variante speciale de material, de ex. pentru piesele turnate șpistoanele rotative. Datorită antrenării standard cu motoare de tip IE 3, suflantele funcționează cu maximă eficiență energetică și se pot folosi pe numeroase piețe – printre altele și din SUA, Canada și Rusia. În plus, ele sunt adecvate pentru funcționare cu convertizor de frecvență. Motoarele sunt prinse direct cu flanșe la suflante. O etanșare specială cu garnitură de tip labirint cu inel de barbotare –inelul de etanșare prevenind penetrarea uleiului de la lagăre către camera de compresie. În plus, este instalată o cameră neutră de dimensiuni mari, cu canale de condens. Pentru a obține un efect de purjare crescut, camera neutră poate fi purjată cu gaz de etanșare. Ca o caracteristică unică, suflantele de vid din seria HV pot fi produse opțional în conformitate cu directiva ATEX 94/9/CE. Ele oferă o protecție la explozie până la 13 bar, funcționează fără reglare prin bypass și sunt singurele suflante de vid aprobate pentru zona 0 (intern) și extern pentru clasa de temperatură T4. Pentru siguranță crescută a procesului, este posibilă opțiunea de monitorizare sub 50 mbar.
Suflantele cu motor capsulat AERZEN din seria CM (pentru gaze agresive) și HM (Pentru gaze neutre) adecvate pentru funcționare permanentă fac posibili timpi de pompare deosebit de scurți și sunt folosite în tehnica vidului industrial avansat pentru un domeniu de presiune de 200 până la 10-5 mbar. Aceste suflante funcționează cu antrenare ermetică, axul de antrenare fiind etanșat cu un motor capsulat integrat fără comunicare cu atmosfera. Datorită turației aproape duble, de la 6.000 până la 7.200 rpm, la aceeași dimensiune, rezultă timpi de pompare foarte scurți, ceea ce duce la accelerarea considerabilă a procesului de producție pentru operator. Chiar dacă, pentru o creștere și mai mare a performanțelor, două pompe preliminare și o suflantă cu motor capsulat sunt integrate într-un set de pompare, întreaga unitate distingându-se totuși printr-o execuție deosebit de compactă – un avantaj special în ce privește sistemele multiple cu numeroase seturi de pompare. Sunt disponibile suflante cu motoare capsulate produse de AERZEN
Aceste sisteme sunt folosite pentru generarea vidului industrial, de exemplu în tehnologia chimică și de proces, pentru depuneri de pelicule și acoperiri pe sticlă, la extragerea hidrogenului, sisteme de detectare cu heliu a scurgerilor și în orice situații unde scurgerile trebuie evitate în mod absolut. În plus, aceste suflante funcționează în industria semiconductorilor, în microelectronică, producerea ecranelor plate, tehnica laserelor și tehnica solară. Suflantele pot evacua în ambele direcții – verticală și orizontală. Datorită răcirii standard cu apă, ele sunt adecvate pentru aplicații în condiții de cameră curată. O rezistență mecanică excelentă (până la 230 mbar) reduce timpii de pompare. Utilizarea unui convertizor de frecvență face posibil un domeniu de control larg (1:5) și, prin urmare, utilizarea unor suflante de dimensiuni mai mici. Datorit diferitor variante de motor pentru rețea, cu funcționare ciclică sau continuă, se poate găsi întotdeauna o soluție individuală, chiar și pentru aplicații speciale.
Pentru proiectarea optimă a setului de pompare pentru generarea vidului nu există soluții „-standard”, întrucât parametrii de performanță ai pompei de vid preliminar și suflantei volumetrice de vid trebuie să fie adaptați în mod optim între ei. Doar atunci setul de pompare va atinge parametri ceruți de operator și punctul de lucru specificat. Prin urmare, soluția optimă poate fi atinsă doar prin consultarea strânsă dintre AERZEN, ca furnizor de suflante de vid și producătorul setului de pompare, care achiziționează pompa de vid preliminar și suflanta de vid de la furnizori externi. Cu ajutorul unui software cuprinzător, AERZEN verifică combinația de pompare constând în pompa de vid și suflanta de vid aleasă de producătorul sistemului de pompare. „Acordăm o atenție specială evitării domeniilor de presiune critică și asigurării celor mai bune soluții din punct de vedere energetic. La AERZEN se aplică regula „consilierii producătorului setului de pompare cu privire la procesul de obținere a vidului tehnologic, ci și cu privire la proiectarea întregii combinații a setului de pompare.”
Autor: Norbert Barlmeyer, jurnalist specializat în tehnica aerului comprimat, Bielefeld
