Trockene Vakuumsysteme zur Zentralisierung der Vakuumversorgung

Maulburg, Germany Die Konzeption, Auslegung und die Realisierung von zentralen Vakuumversorgungen ist eine der Kernkompetenzen von Busch Vakuumpumpen und Systeme. Tausende solcher Vakuumsysteme sind weltweit im Einsatz. Dabei werden unterschiedlichste technische Prinzipien zur Erzeugung des Vakuums in den einzelnen Pumpenmodulen angewandt. Neben den ölgeschmierten R 5 Drehschieber-Vakuumpumpen können auch trocken verdichtende Vakuummodule Verwendung finden, so beispielsweise in Vakuumsystemen mit Schrauben-Vakuumpumpen COBRA NX. Die Betreiber dieser zentralen Vakuumversorgungssysteme schätzen dabei die absolute reine Abluft ohne jegliche Kontamination, den äußerst geringen Wartungsaufwand und den energieeffizienten Betrieb bei gleichzeitig auf den Bedarf exakt abgestimmten Saugvermögen und Vakuumniveau.
Fig. 1: Zentrales Vakuumsystem mit COBRA NX Schrauben-Vakuumpumpen und Panda Vakuum-Boostern. Source: Busch Dienste GmbH
Fig. 1: Zentrales Vakuumsystem mit COBRA NX Schrauben-Vakuumpumpen und Panda Vakuum-Boostern. Source: Busch Dienste GmbH

Die Zentralisierung der Vakuumversorgung in einem Betrieb sollte grundsätzlich angedacht werden, wenn mehrere Prozesse oder Maschinen Vakuum benötigen. Mit der Schrauben-Vakuumpumpe COBRA NX hat Busch die Möglichkeit, komplexe Vakuumsysteme für viele Anwendungen zu konfigurieren. Eingesetzt werden diese Vakuumsysteme immer dann, wenn absolut reine Abluft gefordert wird oder wenn es zu keinerlei Kontamination zwischen dem Fördermedium und einem Betriebsmittel kommen darf. Dies ist bei der Erzeugung von Hausvakuum in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen, Laboren, Produktionsbereichen der Halbleiterindustrie oder in hygienisch sensiblen Bereichen, zum Beispiel in der Pharmaindustrie, der Fall. 

Der Aufbau eines solchen zentralen Vakuumsystems (Fig. 1) wird von Busch individuell auf den Anwendungsfall zugeschnitten. Die Hauptmodule sind COBRA NX Schrauben-Vakuumpumpen, deren Verdichtungsprinzip ohne Betriebsmittel auskommt. Durch die Auswahl der Größe und der Anzahl von COBRA NX Schrauben-Vakuumpumpen, kann ein solches Vakuumsystem dem benötigten Saugvermögen angepasst werden. Durch die zusätzliche Verwendung von Vakuum-Boostern kann das Saugvermögen weiter wirtschaftlich erhöht und das Vakuumniveau (Fig. 2) effektiv angehoben werden. 

Fig. 2: Saugvermögen einer Vakuumpumpen-Kombination Vorpumpe/Vakuum-Booster. Source: Busch Dienste GmbH

Der Betrieb der COBRA NX Schrauben-Vakuumpumpen (Fig. 3) ist ohne Betriebsmittel möglich, weil sich die beweglichen Teile nicht gegenseitig berühren. Im Zylinder der Vakuumpumpe drehen sich zwei Schraubenrotoren in entgegengesetzten Richtungen. Das Fördermedium wird zwischen den einzelnen Schraubenwendeln eingeschlossen, verdichtet und zum Gasauslass transportiert. Zwischen den Rotorwendeln und dem Gehäuse sind nur geringe Spaltbreiten, so dass sich die einzelnen Komponenten nicht berühren. Dadurch entsteht keine Reibung, die ein Schmiermittel im Verdichtungsraum notwendig macht. Das neu entwickelte Schraubenprofil und der ungehinderte Gasauslass sorgen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den gesamten Pumpenkörper, was zu einer geringen thermischen Belastung und einer erhöhten Lebensdauer führt. 

 


 

Fig. 3: Schnittbild einer COBRA NX Schrauben-Vakuumpumpe. Source: Busch Dienste GmbH


Schrauben-Vakuumpumpen COBRA NX benötigen per se eine geringere Motorleistung als ölgeschmierte Vakuumpumpen oder Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen. Ein weiterer Vorteil ist, dass COBRA NX Schrauben-Vakuumpumpen mit einem frequenzgeregelten Motor ausgestattet werden können, was einen bedarfsabhängigen Betrieb ermöglicht. Dies kann zu weiteren erheblichen Energieeinsparungen, verglichen mit einer dezentralen Vakuumversorgung, führen. Bei der dezentralen Vakuumversorgung muss jede einzelne Vakuumpumpe nach dem maximalen Bedarf am jeweiligen Verbraucher ausgelegt werden. Oft zeigt sich allerdings in der Praxis, dass die maximale Leistung selten von allen Vakuumverbrauchern gleichzeitig abverlangt wird. Durch die Steuerung eines zentralen Vakuumsystems sind immer nur so viele Vakuumpumpen in Betrieb, wie für den tatsächlichen Bedarf notwendig sind. Durch eine Frequenzregelung können diese noch weiter in der Leistung heruntergefahren werden. Durch den Einsatz dieser trockenen Vakuumtechnologie und der bedarfsabhängigen Steuerung können mit zentralen Vakuumsystemen bis zu 60 Prozent Energie eingespart werden.

Neben der Energieeinsparung ergibt sich auch eine Betriebskostenreduzierung: Die Wartung beschränkt sich durch den berührungsfreien Betrieb auf ein Minimum. Lediglich das Getriebeöl muss alle 8.500 Betriebsstunden beziehungsweise einmal jährlich ausgetauscht werden. Schrauben-Vakuumpumpen COBRA NX sind wassergekühlt. Dies ermöglicht die einfache Nutzung der Pumpenabwärme. Es bietet sich beispielsweise an, alle Vakuumpumpen an einen gemeinsamen Wasserkreislauf anzuschließen und über einen Wärmetauscher zu kühlen, und gleichzeitig Warmwasser für andere Anwendungen im Betrieb zu generieren.

Zentrale Vakuumsysteme müssen immer individuell der Anwendung und den spezifischen Gegebenheiten vor Ort angepasst werden. Vakuumexperten von Busch verfügen über viele Jahre Erfahrung in der Auslegung und Realisierung solcher Anlagen in den unterschiedlichsten Industrien.


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