Technologia próżniowa z regulacją ciśnienia pomaga oszczędzać energię

Długotrwały test pokazał wyraźnie: dzięki nowej łopatkowej pompie próżniowej R5 RA 0840 A PLUS firmy Busch możliwe są znaczne oszczędności energii. Dostawca z branży motoryzacyjnej, firma IAC Group AB, wykorzystuje nową rotacyjną łopatkową pompę próżniową w jednym ze swoich systemów laminowania, w którym produkowane są kokpity do różnych modeli Volvo.

Grupa IAC jest globalnym dostawcą dla przemysłu motoryzacyjnego, posiadającym ponad 50 zakładów produkcyjnych i zatrudniającym 22 000 pracowników. W zakładzie w Göteborgu 650 pracowników produkuje dla Volvo głównie kokpity oraz wewnętrzne panele drzwiowe i dostarcza je na czas kilka razy dziennie bezpośrednio na linię produkcyjną Volvo.

Dotychczas w systemie laminowania kokpitów zainstalowane były dwie konwencjonalne łopatkowe pompy próżniowe (rys. 1). Te pompy próżniowe nie były regulowane i stale pracowały w systemie trzyzmianowym, przez pięć dni w tygodniu. Próżnia utrzymuje folię dekoracyjną i folię bazową w żądanej pozycji po ręcznym włożeniu do formy. Każda pompa próżniowa wyposażona była w 15-kilowatowy silnik, więc roczne zużycie energii wyniosło około 120 000 kWh. Ponieważ obie pompy próżniowe miały już około 30 lat, nadszedł czas na generalny remont lub zakup zastępcy. Kierownik ds. konserwacji Markel Jordansson poprosił firmę Busch Vacuum Solutions o praktyczne i ekonomiczne rozwiązanie. Eksperci ds. próżni firmy Busch zarekomendowali nowo opracowaną pompę R5 PLUS (rys. 2).

Jest to smarowana olejem obrotowa łopatkowa pompa próżniowa – solidna technologia próżniowa, która sprawdziła się w przemyśle na przestrzeni wielu dziesięcioleci.

Największy pobór mocy występuje pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym (przy włączaniu) a poziomem próżni 300 mbar. W rzeczywistym zakresie roboczym od 30 do 40 mbar pompa próżniowa zużywa tylko około 70 procent określonej znamionowej mocy silnika.

Markel Jordansson zdecydował się na testowanie tej pompy próżniowej przez kilka miesięcy. Praca z kontrolą ciśnienia powinna zapewniać niezawodne utrzymanie określonego ciśnienia docelowego 30 mbar na pompie próżniowej, niezależnie od rzeczywistej prędkości pompowania wymaganej dla różnych etapów procesu.

W procesie produkcji systemu laminowania, który wytwarza około 200 kokpitów dziennie, praktycznie niemożliwe było określenie z wyprzedzeniem rzeczywistej prędkości pompowania. W sumie w systemie realizowanych jest osiem etapów procesu, które nie są ze sobą zsynchronizowane i wymagają różnych prędkości pompowania. Dotychczas bezpośrednio w formie do utrzymywania włożonych kształtek stosowano podciśnienie na poziomie 40 mbar. Ponieważ zasilanie próżniowe nie jest zainstalowane bezpośrednio na systemie laminowania, w dłuższym przewodzie próżniowym występują nieszczelności. Oznacza to, że sama pompa próżniowa musi zapewnić próżnię na poziomie 30 mbar.

Po rozpoczęciu pracy R5 PLUS można było zobaczyć na wyświetlaczu wymaganą prędkość obrotową, a tym samym prędkość pompowania. Zaprogramowano próżnię na poziomie 30 mbar. Szybko zauważono, że zapotrzebowanie na prędkość pompowania jest bardzo zróżnicowane w zależności od etapów procesu i że pompa próżniowa kompensuje to poprzez zmianę prędkości obrotowej. Wbudowany sterownik PLC rejestruje wszystkie dane operacyjne, które mogą być w każdej chwili dostępne na wyświetlaczu (rys. 3), odczytywane za pomocą zintegrowanej karty pamięci lub przekazywane do systemu sterowania lub innych zewnętrznych urządzeń wyjściowych. Kierownik ds. konserwacji Markel Jordansson włączył również tryb Eco, który automatycznie wyłącza pompę próżniową po upływie dowolnie wybranego czasu, w którym proces nie wymaga zasilania przez pompę próżniową. Gdy tylko proces wymaga ponownego wytworzenia próżni, pompa próżniowa automatycznie uruchamia się i dostosowuje do wymaganej prędkości obrotowej. Jest to szczególnie energooszczędne podczas krótkich przerw produkcyjnych i przerw w pracy. Wcześniej w takich okresach dwie pompy próżniowe pracowały nieprzerwanie na 100 procent mocy. Firma Markel Jordansson zleciła inżynierowi elektrykowi przeprowadzenie wewnętrznych obliczeń oszczędności energii i może udowodnić, że zastosowanie nowej obrotowej łopatkowej pompy próżniowej R5 PLUS pozwala zaoszczędzić 8400 EUR rocznie na kosztach energii. Nie obejmuje to dalszych możliwości oszczędności dzięki optymalizacji procesów. Pompa próżniowa może być teraz precyzyjnie dostrajana dzięki ciągłej rejestracji ciśnienia końcowego i zużycia energii oraz kilku innych parametrów. Początkowo na przykład wymagane było ciśnienie robocze 30 mbar bezpośrednio przy formie, ale po kilku tygodniach okazało się, że 40 mbar jest wystarczające dla tego zastosowania. Teraz jeśli zostanie określony niższy poziom próżni, pompa próżniowa reaguje z jeszcze niższymi prędkościami obrotowymi i jeszcze niższym zużyciem energii.

Obie stare obrotowe łopatkowe pompy próżniowe miały poziom hałasu 79 dB(A), co uniemożliwiało prowadzenie rozmowy w pomieszczeniu, w którym znajdowały się pompy – mówi Markel Jordansson. Nawet przy maksymalnej prędkości obrotowej R5 PLUS emituje nie więcej niż około 70 dB(A).

Po kilku pierwszych miesiącach testów kierownik ds. konserwacji Markel Jordansson nabrał pewności, że R5 PLUS jest idealną pompą próżniową do jego zastosowań.