La tecnologia del vuoto a pressione controllata aiuta a risparmiare energia

Göteborg, Sweden Una prova a lungo termine ha chiarito ogni dubbio: la nuova pompa per vuoto a palette rotative R 5 RA 0760 A PLUS di Busch consente di ottenere notevoli risparmi energetici. Il fornitore automobilistico IAC Group AB utilizza la nuova pompa per vuoto a palette rotative su uno dei suoi sistemi di laminazione per la produzione di cruscotti per vari modelli Volvo. Il controllo della pressione integrato nella pompa per vuoto consente il funzionamento in base alla domanda, con conseguenti risparmi dei costi mensili per l'elettricità di oltre il 50%.
Fig. 1: sistema di calibrazione per lo stampaggio di cruscotti con materiale espanso. Il responsabile della manutenzione Markel Jordansson monitora il vuoto. Source: Busch Dienste GmbH
Fig. 1: sistema di calibrazione per lo stampaggio di cruscotti con materiale espanso. Il responsabile della manutenzione Markel Jordansson monitora il vuoto. Source: Busch Dienste GmbH

IAC Group è un fornitore mondiale per il settore automobilistico, con più di 50 impianti di produzione e 22.000 dipendenti. Presso l'impianto di Gothenburg, 650 dipendenti producono principalmente cruscotti e pannelli interni per portiere per Volvo e li forniscono "just-in-time" più volte al giorno alla linea di produzione Volvo.

Fino ad oggi, erano installate due pompe per vuoto a palette rotative tradizionali su un sistema di laminazione per cruscotti (fig. 1). Queste pompe per vuoto non erano regolate ed erano costantemente impostate su tre turni, cinque giorni a settimana. Il vuoto mantiene la pellicola decorativa e la pellicola di base nella posizione desiderata dopo l'inserimento manuale nello stampo. Poiché ogni pompa è dotata di un motore da 15 kilowatt, il consumo energetico all'anno ammontava a circa 120.000 kWh. Le pompe per vuoto avevano già circa 30 anni, pertanto era giunto il momento di effettuare una revisione generale o di sostituirle con pompe nuove. Il responsabile della manutenzione Markel Jordansson si è rivolto a Busch Vacuum Pumps and Systems per chiedere una soluzione pratica ed economica. Gli esperti del vuoto di Busch hanno consigliato il modello R 5 PLUS (fig. 2) di nuova realizzazione. 


Fig. 2: la nuova pompa per vuoto a palette rotative R 5 PLUS funziona a controllo di pressione e quindi si adatta alle effettive necessità del processo. Source: Busch Dienste GmbH

Si tratta di una pompa per vuoto a palette rotative lubrificata ad olio, una tecnologia del vuoto affidabile testata nel settore da decenni. Uno dei principali vantaggi della tecnologia del vuoto a palette rotative è che il consumo energetico cala al calare della pressione. Il consumo energetico massimo si ha in condizioni comprese tra una pressione atmosferica (all'accensione) e un livello di vuoto di 300 mbar. Entro il range di esercizio effettivo compreso tra 30 e 40 mbar, la pompa per vuoto consuma solo il 70% circa della prestazione d'esercizio nominale del motore.

Questa novità di Busch è fornita di serie con un sistema di comando integrato. In base alla pressione, è in grado di mantenere con precisione un livello di vuoto preimpostato o di garantire in modo permanente una determinata capacità di aspirazione a una data velocità di rotazione. Markel Jordansson ha deciso di testare questa pompa per vuoto per vari mesi. Il funzionamento con controllo della pressione dovrebbe garantire il mantenimento affidabile della pressione target specificata di 30 mbar nella pompa per vuoto, a prescindere dall'effettiva capacità di aspirazione richiesta per le varie fasi del processo.

Durante il processo produttivo sul sistema di laminazione, che produce circa 200 cruscotti al giorno, era praticamente impossibile stabilire in anticipo l'effettiva capacità di aspirazione. Il processo è composto da otto fasi, non sincronizzate tra loro e che richiedono diverse capacità di aspirazione. In passato, un livello di vuoto di 40 mbar era specificato direttamente nello stampo come indicazione per mantenere i pezzi modellati nello stampo. Poiché la fornitura di vuoto non è installata direttamente sul sistema di laminazione, si verificano delle perdite nella linea del vuoto più lunga. Questo significa che la pompa per vuoto stessa deve fornire un livello di vuoto di 30 mbar.



Fig. 3: è possibile leggere vari parametri direttamente sul display della pompa per vuoto. Visualizza consumo energetico, consumo energetico medio e livello di vuoto all'ingresso della pompa. È possibile visualizzare anche la temperatura dell'olio, il tempo di esercizio, il tempo fino alla prossima manutenzione o la velocità di rotazione. Source: Busch Dienste GmbH

Quando la R 5 PLUS iniziava a funzionare, era possibile visualizzare costantemente sul display la velocità di rotazione necessaria e quindi la capacità di aspirazione. Era programmato un livello di vuoto di 30 mbar. Ci si rende immediatamente conto che la necessità della capacità di aspirazione varia notevolmente a seconda delle fasi del processo e che la pompa per vuoto compensa questo aspetto modificando la velocità di rotazione. Il PLC integrato registra tutti i dati correlati al funzionamento ed è possibile accedervi in qualsiasi momento sul display (fig. 3), leggerli con la scheda di memoria integrata oppure trasmetterli al sistema di comando o ad altri dispositivi di output esterni. Il responsabile della manutenzione Markel Jordansson ha inoltre attivato la modalità Eco, che disattiva automaticamente la pompa per vuoto dopo un periodo di tempo a scelta, durante il quale il processo non richiede alimentazione alla pompa per vuoto. Non appena il processo richiede nuovamente il vuoto, la pompa per vuoto si avvia automaticamente e si regola in base alla velocità di rotazione necessaria. Questo processo permette di risparmiare molta energia durante le brevi interruzioni e pause della produzione. In passato, durante questi periodi, due pompe per vuoto funzionavano ininterrottamente al 100%. Markel Jordansson ha affidato a un ingegnere elettrico il calcolo dei risparmi energetici interni ed è riuscito a dimostrare che l'uso della nuova pompa per vuoto a palette rotative R 5 PLUS consente di ottenere un risparmio sui costi energetici pari a EUR 8.400 all'anno, senza contare gli ulteriori risparmi potenziali dovuti all'ottimizzazione del processo. La pompa per vuoto può oggi essere messa a punto grazie alla registrazione continua della pressione assoluta nominale e del consumo energetico, insieme a vari altri parametri. Originariamente, ad esempio, era necessaria una pressione di esercizio di 30 mbar direttamente nello stampo, ma dopo alcune settimane si è scoperto che 40 mbar erano sufficienti per questa applicazione. Oggi, se viene specificato un livello di vuoto più approssimativo, la pompa per vuoto risponde con velocità di rotazione ancora più basse e un consumo di energia addirittura inferiore.

Un altro grande vantaggio per Markel Jordansson è l'emissione di rumore notevolmente inferiore della nuova pompa per vuoto R 5 PLUS rispetto alle vecchie pompe per vuoto utilizzate in passato. Il livello di rumorosità di entrambe le vecchie pompe per vuoto a palette era di 79 dB(A), il che rendeva impossibile qualsiasi conversazione nella sala pompe, afferma Markel Jordansson. Anche alla velocità di rotazione massima, la pompa R 5 PLUS non emette più di 70 dB(A).

Dopo i primi due mesi di prova, il responsabile della manutenzione Markel Jordansson è certo che la R 5 PLUS è la pompa per vuoto ideale per la sua applicazione. 


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