Vývěvy versus vakuové ejektory

Vakuová technologie hraje zásadní roli v celé řadě průmyslových odvětví, od balení přes zpracování dřeva až po zpracování plastů. Vývěvy i vakuové ejektory se v těchto odvětvích používají k vytváření vakua, které umožňuje účinné procesy, jako je manipulace a zvedání, balení nebo tvarování za tepla. Ačkoli jsou obě technologie navrženy k vytváření vakua, fungují odlišně.

Vývěvy obecně dosahují konstantnější hladiny vakua, a proto jsou preferovanou volbou pro mnoho průmyslových aplikací vyžadujících stálou dodávku vakua, jako je například vakuové sušení.

Jak fungují vývěvy

Vývěva odstraňuje vzduch nebo jiné plyny z uzavřeného prostředí a vytváří vakuum. Čerpané médium vstupuje do vývěvy jejím vstupem a je zachyceno v komoře pohyblivými částmi, jako jsou lamely, zuby nebo šrouby. Během jedné otáčky těchto dílů se velikost komory zmenší. V důsledku toho je plyn stlačen na nejmenší možný objem. Poté je vytlačen výstupem. Neustálým opakováním tohoto cyklu se udržuje vakuum.

Objevte naše vývěvy

Jak fungují vakuové ejektory

Vakuové ejektory využívají jako pohon pro vytváření vakua stlačený vzduch nebo páru. Ačkoli je lze rozdělit podle typu použitého motoru, jejich fungování je univerzálně založeno na Bernoulliho principu. Tento princip říká, že když se kapalina pohybuje rychleji, její tlak klesá. Výsledkem je, že při vysokém tlaku se kapalina pohybuje pomalu.

Ve vakuovém ejektoru je proud vzduchu pod vysokým tlakem ze vzduchového kompresoru nebo parního generátoru vytlačován hubicí. Jak se hubice zužuje, vzduch se zrychluje a prochází menším prostorem – stejně jako když stisknete konec zahradní hadice, voda má rychlejší tok. K tomu dochází proto, že musí projít stejné množství vzduchu, i když je prostor menší.

Podle Bernoulliho principu toto zrychlení vede ke snížení tlaku, což vytváří oblast nízkého tlaku kolem hrdla hubice. Protože plyny přirozeně proudí z oblastí s vyšším tlakem do oblastí s nižším tlakem, rozdílový tlak kolem hubice nasává plyn z evakuační komory vstupem. Tímto tokem se komora účinně vyprázdní a vytvoří se vakuum. Vysokotlaký proud se pak smísí s plynem z komory. Během směšování se energie vysokotlakého proudu přenáší na přiváděný plyn a pohání směs vpřed. Nakonec se vytlačí výstupem.

Několikaúrovňové parní ejektory

Parní ejektory mohou být jednostupňové nebo několikaúrovňové, přičemž počet potřebných stupňů ejektoru závisí na požadované hladině vakua. To znamená, že čím vyšší musí být požadované vakuum, tím více stupňů ejektoru je zapotřebí.

Několikaúrovňový parní ejektor je systém několika ejektorů zapojených v řadě. Postupným snižováním tlaku v každém stupni může dosáhnout vyššího vakua. S klesajícím tlakem se molekuly plynu více rozšiřují a hustota plynu klesá. To znamená, že lze dosáhnout vyššího vakua. V této konfiguraci se směs hnací páry a odčerpávaného plynu vystupující z jednoho stupně shromažďuje v kondenzátoru, čímž se snižuje objem plynu, který je třeba zpracovat v dalším stupni.

Rozdíly v použití

Vakuové ejektory a vývěvy se liší jak provozním principem, tak cílovým použitím. Vakuové ejektory jsou levné a snadno se instalují. Obvykle jsou integrovány do strojů pro úlohy, jako je pick and place. Vzhledem k tomu, že ejektory vytvářejí vakuum pomocí stlačeného vzduchu, jsou často voleny, když proces již vyžaduje stlačený vzduch pro jiné kroky.

Přestože jsou počáteční náklady na vakuové ejektory nižší než náklady na vývěvu, ejektory spotřebovávají značné množství stlačeného vzduchu nebo páry, což v průběhu času vede k vyšším provozním nákladům. Díky tomu jsou vývěvy účinnější volbou a šetří náklady na energii. Proto se počáteční vyšší investice do vývěvy vrátí po krátké době.

Kromě toho je omezena hladina vakua, které mohou vakuové ejektory dosáhnout. Pro aplikace se středním a vysokým vakuem, jako je například lyofilizace ovoce a zeleniny, jsou zapotřebí vývěvy. Celkově jsou vývěvy univerzálnější, protože mohou pokrývat širší rozsah hladin vakua, od hrubého až po vysoké vakuum. Díky různým dostupným typům vývěv je možné snadno najít správnou vývěvu pro konkrétní použití.

Výhody vývěv

Energetická účinnost a provozní náklady

Parní ejektory využívají k vytváření vakua tlakovou páru. K vytvoření páry se voda vypařuje v kotli. Tento proces vyžaduje značné množství energie pro ohřev a velké množství vody. Část tohoto tepla se uvolňuje do prostředí kolem ejektoru, což vede k neefektivnímu provozu, tepelným ztrátám a vyšším provozním nákladům. Vývěvy pracují při nižších teplotách a nevyžadují dodatečný ohřev ani dodávku vody. To šetří náklady a snižuje celkovou spotřebu energie vývěvy, což z ní činí energeticky účinnější volbu.

V několikaúrovňovém systému parního ejektoru vyžaduje poslední stupeň nejvíce energie pro vytvoření koncového tlaku. Významných úspor lze dosáhnout nahrazením tohoto koncového ejektoru kapalinokružnou vývěvou a vytvořením hybridního systému. Účinný provoz kapalinokružné vývěvy pomáhá snižovat spotřebu energie. Nahrazení všech parních ejektorů ve vakuovém systému vývěvami však zůstává nejlepším řešením pro snížení spotřeby napájení i provozních nákladů.

Kromě toho mohou být vývěvy Busch vybaveny systémem ECOTORQUE, pohonem s proměnlivou rychlostí (VSD) od společnosti Busch. Pomocí VSD lze otáčky vývěvy přesně přizpůsobit požadavkům procesu tak, aby bylo spotřebováno pouze nezbytné množství energie. Díky tomu jsou vývěvy Busch ideální volbou pro všechna odvětví, která chtějí ušetřit provozní náklady.

Dopad na životní prostředí

Dopad na životní prostředí přímo souvisí s tématem účinnosti. Teplo pro výrobu páry vyžaduje energii. Pokud tato energie pochází z neobnovitelných zdrojů, jako je uhlí nebo zemní plyn, přispívá ke zvyšování uhlíkové stopy.

Pára navíc vytváří další problém. V několikaúrovňových ejektorech se směs páry a procesního plynu shromažďuje v kondenzátoru, aby se snížil objem plynu, který má být zpracován v dalším stupni ejektoru. V kondenzátoru se pára při uvolňování tepla do okolního prostředí ochlazuje a kondenzuje na vodu. Tato voda nebo kondenzát se nyní vypouští ze systému. Často však obsahuje kontaminanty, které absorbovala z procesního plynu, což vede k velkému množství znečištěné vody. Sběr a úprava těchto odpadních vod dále zvyšuje provozní náklady a při nesprávném zpracování vede ke znečištění životního prostředí.

Pro zajištění naprosto čisté dodávky vakua lze vakuum generovat pomocí suchoběžných šroubových vývěv COBRA od společnosti Busch. Tyto vývěvy nevyžadují olej v kompresní komoře.

Uživatelské přizpůsobení

Na rozdíl od vakuových ejektorů jsou vývěvy vhodné pro širokou škálu aplikací a mohou být použity v různých odvětvích, včetně těch, která vyžadují vysoké vakuum nebo provoz s různými typy plynů. Navíc je možná centralizace dodávky vakua, což zajišťuje lepší kontrolu procesu a účinnost. Společnost Busch nabízí vakuové systémy na klíč, které lze přizpůsobit jedinečným potřebám různých odvětví. Ty se vyrábějí v místních střediscích pro budování systémů a mohou být instalovány v samostatné místnosti u zákazníka. Místní odborníci ze společnosti Busch provedou připojení k výrobnímu procesu integrací potřebného potrubí a rozvodů. Dodávka vakua ze samostatné technické místnosti přináší řadu výhod, jako je snížení hladiny hluku, optimalizace prostoru nebo zlepšení kvality vzduchu ve výrobních prostorách.

Kromě toho jsou vývěvy Busch k dispozici v různých provedeních, včetně speciálních korozivzdorných povrchových úprav (Aqua) a verzí ATEX pro použití v potenciálně výbušných prostředích. Toto rozsáhlé portfolio zajišťuje, že vývěvy lze vybrat pro širokou škálu aplikací a prostředí použití.

Hladina hluku

Neustálý proud tlakové páry nebo vzduchu ve vakuových ejektorech vytváří díky své rychlosti vysoké hladiny akustického tlaku. To znamená, že během evakuačního procesu mohou být ejektory 16 krát hlasitější než vývěvy. To může být problematické v prostředí, kde je nezbytné řídit hladinu akustického tlaku a vyhnout se silným vibracím. Snížení hladiny akustického tlaku vakuových ejektorů vyžaduje rozsáhlá opatření, jako jsou tlumiče hluku.

Vývěvy Busch pracují tišeji, čímž přispívají ke zlepšení pracovního prostředí snížením hluku.