10最佳使用真空技术的考虑

20.01.2022
真空技术在食品和其他产品的包装中起着巨大的作用。从真空包装到管状袋、泡罩和热成型包装都需要真空。
10最佳使用真空技术的考虑

真空以毫巴和百分比表示(图片来源:Dr.-Ing。k . Busch GmbH)

没有真空,也不可能处理和运输纸箱或自动化码垛和订单拣选系统。各种灌装机也使用真空进给产品或处理包装(挑选和放置)。

与压缩空气技术相比,许多用户发现真空技术相当难以理解。这就是为什么真空泵经常使用不正确或其输出不必要的过多。这将导致不满意的结果,容易中断的过程或过多的能源或运营成本。下面列出的10个注意事项可以帮助您尽可能有效地使用真空技术,从而优化工艺流程,降低运营成本。

1.了解真空物理学
真空泵和真空系统的主要用途是将空气从封闭系统中吸出,以产生真空。这意味着它们产生的压力水平低于大气或环境压力。

在包装技术中,你可以使用真空来吸、抽、塑、压、拿、移动、填充和运输。使用的真空水平取决于应用,但总是在1到900毫巴[毫巴](绝对)之间。假设大气压力(空气压力)为1000毫巴,这个真空水平将介于10%到99.9%之间。

除了真空泵所达到的真空水平(称为极限压力)之外,真空泵的抽速是另一个关键变量。抽速表示真空泵在一定时间内能抽出多少空气。泵送速度通常以立方米每小时[m³/h]为单位。这两个技术参数是相互关联的。这种关系被描述为所谓的泵送速度曲线。

2.选择理想的真空发生器
有一系列不同类型的真空技术。以下机械真空泵或鼓风机主要应用于包装技术领域:

a.干式旋片真空泵
干式旋转叶片真空泵是各种包装工艺的理想选择。这些泵能达到100毫巴的最大真空水平。然而,泵送速度不应超过40立方米/小时,因为这种类型的大型真空泵的叶片磨损更大,从而导致维护工作和相关成本的过度增加。

b.油润滑旋片真空泵
油润滑旋片真空泵可达到0.1毫巴的真空水平。它们是真空包装的标准,但也可以在整个工业的许多其他应用中使用。旋片真空泵的抽速可达3 ~ 1600 m³/h。操作流体油在内部回路中运输。

c.干爪式真空泵
干爪式真空泵在压缩腔内不需要任何工作流体。它们具有无接触操作原理,因此几乎无需维护。它们的极限压力可达40毫巴,转速可从20到80赫兹调节,这使得它们适合在需求驱动的基础上满足不断变化的输出要求的过程。泵速一般在40 ~ 1000m³/h之间。

d.干式螺杆泵
干式螺杆式真空泵也不需要操作流体来压缩提取的空气。它们能达到0.1毫巴及以下的真空水平。由于大多数应用程序在更高的压力下运行,螺杆式真空泵通常只用于较大的真空包装机,作为一个附加真空助推器的旋转叶片真空泵的替代方案。

e.侧槽鼓风机
侧沟道鼓风机的一个显著特点是其泵送速度高。因为它们只能实现低压差,所以它们只能达到500毫巴的最大真空水平。因此,它们非常适合于需要高抽速与低真空水平相结合的应用。虽然侧沟道鼓风机无需维护,但如果使用接近其性能极限,则其能效较低。

3.真空供应的尺寸
对用户来说,重要的是要准确地了解他们的特定过程,并知道它需要的真空水平和泵送速度。不确定性往往导致选择尺寸过大的真空泵,造成不必要的能量和运行成本。在工艺参数不断变化的情况下,我们推荐可以根据需求驱动进行控制的真空泵,既可以持续保持所需的真空水平,也可以保证一致的抽速。

我们总是建议咨询真空专家。布希真空解决方案提供特殊的真空审计,检查当前的过程,并强调潜在的改进领域。

4.选择中央或局部真空供应
决定是为整个工厂或多个真空消费者提供中央真空供应,还是为每个单独的机器都有自己的真空泵的分散真空供应,可以对您的采购和运行成本产生决定性的影响。因此,仔细权衡你的选择很重要。

安装在机器内部或靠近机器的单独真空泵比中央真空供应更便宜,尤其是因为你不再需要支付采购和安装管道系统的成本。然而,重要的是要记住,中央真空供应使用的真空泵比分散解决方案少得多。因为维护和能源成本更低,所以运营成本也会降低。更重要的是,可以在包装或生产区域外设置中央真空供应。这意味着你的工作站不会产生噪音或热量。带有控制单元的中央真空供应也使其更容易满足需求驱动基础上的输出要求,并可在更广泛的输出范围内运行。

当你决定是否使用中央真空供应时,你也应该咨询真空专家。布希真空解决方案在中央真空系统的设计和建造方面拥有几十年的经验,能够为客户提供量身定制的解决方案。

5.使用真空容器或缓冲器提高效率
在单个真空泵上的真空容器,甚至在更大的真空供应系统上,可以节省大量的能源。

它们可以安装在真空泵或真空系统与用户之间。使用一个简单的控制机制,容器内的真空可以保持在一个特定的水平。一旦达到这个水平,真空泵自动关闭或切换到空闲模式。如果容器内的压力上升到规定值以上,真空泵就会重新开启。如果没有这个上游真空容器,真空泵将一直以最大功率运行,这意味着它也将消耗更多的能量。使用可变转速的真空泵可以进一步节省能源。

布希真空解决方案提供完整的单元,配有调节真空泵和真空容器作为标准,并建立独立的真空系统与上游容器。

6.与真空专家合作
每一种真空技术形式和每一种真空系统配置都有其优缺点。选择最佳的真空解决方案需要对真空技术的深入了解以及对用户流程的理解。

这就是为什么我们总是建议与真空专家合作。布希真空解决方案公司拥有专注于特定应用和市场的全球真空专家网络。由于该公司广泛和全面的真空技术组合,这些专家能够为每个单独的应用提供理想的解决方案。

7.考虑能源成本
真空发生器的能源成本不能基于名义电机额定值来计算,因为这只提供了实际功率消耗的有限反映。关于额定电机额定值的信息和使用系数的附加规范混淆了问题。虽然这种格式在美国NEMA标准下是允许的,但它实际上建议比实际实现的功耗更低。

最重要的是,不同类型的真空技术在不同的压力范围内消耗不同的电量。在0.1到10毫巴的真空水平下,油润滑旋转叶片真空泵只需要指定额定额定值的40%到60%。如果你知道整个压力剖面的轴功率,如果你知道包装过程中的压力条件,能量消耗就可以直接比较。信誉良好的真空泵和系统制造商能够为他们的客户计算预期的能源消耗。

8.计算总成本
在购买真空技术时,你应该做的不仅仅是比较不同真空泵和不同制造商的投资和能源成本,以帮助你做出决定。你应该经常观察一段较长时期内的预期总成本。与能源成本一样,运营成本也可能差异很大。重要的是要考虑到维护工作和由此产生的停机时间、备件费用以及操作液的采购和处理。

9.检查服务和备件的可用性
包装过程的可靠性通常直接取决于真空泵或真空系统的操作安全。因此,选择一个值得信赖的供应商是很重要的,它可以在您的场所提供快速、可靠的服务,并及时提供备件。布希真空解决方案拥有最大的全球服务网络,并提供24小时紧急服务。

10.展望未来:工业4.0
今天的真空泵允许易于维护,易于访问所有服务相关的部分。布希公司还以固定价格提供合同服务,并对其真空泵和真空系统的操作安全负责。运营商因此受到保护,不需要拥有自己的服务技术团队。布希公司的产品组合中现在有了具有智能传感器的真空泵,可以将即将进行的维护工作实时通知操作人员或服务技术人员。此外,还提供改装套件,可用于使现有的真空泵为工业4.0做好准备。

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