Tyhjiötekniikka

Luotettavaa tehokkuutta

Olipa kyse elintarvike- tai lääketeollisuudesta, kemian- ja prosessitekniikasta, metalli- tai autoteollisuudesta: useiden teollisuudenalojen eri valmistusprosesseissa vaaditaan ilmakehän painetta huomattavasti alhaisempaa kaasunpainetta. Paineeseen -700 mbar (300 mbar abs.) saakka puhutaan alipaineesta. Absoluuttisen 300 mbarin paineen alapuolella alkaa tyhjiöalue, joka jaetaan alku-, keski-, suur- ja ultrasuurtyhjiöön Teollisuuden tyhjiö- ja suurtyhjiötekniikan erikoisvaatimuksiin AERZEN tarjoaa useitakin vastauksia:

erityiset kompressorien rakennesarjat, joissa käyttönä on kapseloitu moottori tai energiaa säästävät IE3-moottorit. Tyhjiötiivis ja ilmajäähdytetty. Erilaisina versioina neutraalien tai aggressiivisten kaasujen kuljetukseen yhdessä esipumpun kanssa. Käytettävissä kelmujen ja lasin päällystyksestä vedyn poistoon – tai jopa puhdastilaolosuhteissa.

Käyttökokemukset

Ilmakehän paineesta tyhjiöön

Teknologiakatsaus – tyhjiötekniikan ratkaisut

Maailman johtavana erityisten tyhjiökiertomäntäkompressoreiden valmistajana AERZEN tarjoaa laajan tuotevalikoiman. Tähän kuuluvat myös kompressorit alipaineen tuottamiseen yhdessä tai kahdessa vaiheessa. Näin asiakkaat löytävät oikean ratkaisun kaikkiin sovelluksiin.

Tyhjiötekniikan keskeinen rooli teollisuudessa

Ilmanpaine on keskeisessä asemassa lukuisissa teollisuuden, prosessitekniikan ja muiden alojen valmistusmenetelmissä. Luotettavaa paineensäätöä tarvitaan yhtä lailla metalliteollisuudessa, elintarviketeollisuudessa kuin lääkeaineidenkin valmistuksessa. Erityisen tärkeässä asemassa on tyhjiötekniikka, sillä ilman sitä monet prosessit eivät olisi lainkaan mahdollisia tai tuotannon laatu jäisi puutteelliseksi. Tyhjiöstä puhutaan, kun ympäristön paine alittaa kynnysarvon -700 mbar - mikä vastaa 300 mbar absoluuttista painetta. Kynnysarvon yläpuolelle jäävää painearvoa kutsutaan sen sijaan vain alipaineeksi.

Mutta eri tyhjiöillä on eroja. Absoluuttisen 300 mbarin paineen alapuolelle jäävä alue jaetaan edelleen karkeaan, väli- ja suurtyhjiöön sekä optimaaliseen ultrasuurtyhjiöön. Täydellisen tyhjiön absoluuttinen paine olisi 0,0000 mbar. Lisäys “abs.” koskee aina täydellistä tyhjiötä, mitä pidetään tyhjiötekniikassa standardiarvona. Ilman kokonaisia tyhjiöpumppuasemia ei olisi mahdollista saavuttaa lähellekään tätä aluetta. AERZEN tyhjiöpuhaltimet ovat olleet jo vuodesta 1940 lähtien luotettavimpia alallaan.

Mikä erottaa tyhjiöpumput kompressoreista?

Periaatteessa kompressorit ja tyhjiöpumput eroavat lähinnä tuloksen kannalta; yli- tai alipaineen tuottaminen tapahtuu fysikaalisesti samanlaisella tavalla. Kompressori puristaa ulkoa syötettyä ilmaa paineastiaan, kun taas tyhjiöpuhallin tyhjentää suljetun tilan ja puhaltaa kaasun ulkopuolelle. Tyhjiöpumppujen käyttöala ei rajoitu ilman pumppaamiseen, vaan pumpattava aine voi olla muunkin tyyppistä kaasua. Tässä yhteydessä kuitenkin täytyy ottaa huomioon, etteivät kaikki tyhjiöpuhaltimet sovellu samalla tavalla kaikkiin käyttötarkoituksiin. Kaasujen eri ominaisuuksista ja niiden molekyylien koosta riippuen, valitun tekniikan on oltava soveltuva kyseiseen tehtävään. Lisäksi tulee ottaa huomioon ympäristöolosuhteet, joissa tyhjiöpuhaltimen on tarkoitus toimia. Erityisesti kemian-, lääke- tai elintarviketeollisuudessa tuotanto-olosuhteet voivat olla vaativia. On myös olemassa kaasuja, jotka voivat olla ominaisuuksiltaan syövyttäviä tai haitallisia terveydelle, tai muulla tavalla vaarallisia, minkä vuoksi poisimetyn kaasun talteenotto ja asianmukainen loppukäsittely tulee ottaa huomioon.

Toivotun tyhjiön vahvuuden mukaan valitaan sellaiset tyhjiöpuhaltimet, jotka pystyvät saavuttamaan ja ylläpitämään vaaditut arvot. AERZEN tarjoaa laajan valikoiman erimallisia tyhjiöpuhaltimia, joiden joukosta löytyy sopiva ratkaisu jokaiseen tarpeeseen.


Mitkä seikat ovat sopivan tyhjiötekniikan valinnassa ratkaisevia?

Tyhjiö- ja suurtyhjiötekniikan asettamien erityistarpeiden vuoksi, on toivottujen parametrien noudattaminen ratkaisevaa. Yhtä tärkeää on tietää puiteolosuhteet etukäteen, jotta voidaan valita oikeanlainen laite. Esimerkiksi puhdastilasovellutuksissa tulee käyttää toisentyyppistä tyhjiöpuhallinta kuin terästeollisuuden käyttökohteissa. Niin sanotut pumppuasemat toimivat vaatimuksista riippuen useissa vaiheissa, pääsääntöisesti vähintään kaksivaiheisesti. Ilman pumppuasemia ei taloudellisesti järkevä karkea-, väli- ja suurtyhjiön tuottaminen olisi mahdollista. Esipumpun ja tyhjiökiertomäntäpuhaltimen yhteistoiminta on tyypillistä kaksivaiheisissa pumppuasemissa. Alipaine välillä 500 mbar abs. ja 300 mbar abs. voidaan tuottaa jo yksivaiheisesti, mutta tämän kynnyksen alapuolella tyhjiö saavutetaan vain esipumppujen ja tyhjiökiertomäntäpuhaltimien yhteiskäytössä. Ensimmäisessä vaiheessa esipumppu alentaa säiliössä tai tilassa olevan paineen esityhjiöön. Toisessa vaiheessa käynnistyy tyhjiökiertomäntäpuhallin, joka jatkaa yhteistoimintaa esipumpun kanssa ja saavuttaa kyseistä sovellusta varten vaaditun lopputyhjiön tai tilavuusvirran. Tyhjiölaitteiston tulevan käyttäjän tulee ilmoittaa valmistajalle kaikki olennaiset parametrit. Näihin kuuluvat tyhjennettävän tilan tai säiliön koko, tarvittava maksimaalinen tyhjiö (tai vaihtoehtoisesti vaadittu tilavuusvirta), kuten myös sallittu maksimipumppausaika tyhjiön muodostamiseksi. Tarvittavan maksimaalisen tyhjiön sijaan puhutaan myös niin sanotusta toimintapisteestä. Näiden vaiheiden jälkeen valmistaja valitsee yhdessä asiakkaan kanssa tarkoitukseen soveltuvan esipumpun oikealla tyhjiöpuhaltimella.

Millaisia komponentteja tyhjiötekniikassa käytetään?

Useimmat esipumppujärjestelmät valitaan vaadittujen käyttöalueiden mukaan. Mahdollisia ratkaisuja ovat vesirengaspumput, öljyvoidellut kiertoluistityhjiöpumput tai säädettävät hammaspumput. Näiden avulla voidaan käsitellä etenkin neutraaleja kaasuja. Prosessikaasujen poistoon erityisen vaativissa olosuhteissa voi olla järkevää käyttää ruuvityhjiöpumppuja. Samalla tavalla kuin ruuvikompressorit, myös ruuvityhjiöpumput toimivat erittäin tasaisesti ja täsmällisesti. Ruuvityhjiöpumppujen korkeamman inveistointikustannuksen vastapainoksi niiden energiatehokkuus on parempi, ne ovat hiljaisia, ja ne kestävät hyvin kulumista.

Riippumatta siitä, minkä AERZENin ratkaisun valitset tyhjiön muodostamiseen - esipumppujen ja tyhjiöpuhaltimien kaikki komponentit on mukautettu toisiinsa parhaalla mahdollisella tavalla energian ja lämpötalouden suhteen. Näin taataan pumppujen luotettava ja pitkäkestoinen käyttö unohtamatta energiatehokkuutta. Vaativimpiin tarpeisiin teollisessa suurtyhjiötekniikassa suositellaan AERZENin kapseloidulla moottorilla varustettuja tyhjiöpuhaltimia. Ne soveltuvat erinomaisesti pitkäaikaiskäyttöön ja ovat tunnettuja erittäin lyhyestä pumppausajasta. Ne ovat saatavissa tiivisrakenteisina, soveltuen erityisen hyvin yhdistelmään muiden esipumppujen kanssa, ja niitä on saatavana erilaisina rakennemalleina monenlaisiin käyttöalueisiin. Syövyttäville kaasuille on tarkoitettu rakennemalli CM ja neutraaleille kaasuille rakennemalli HM.

Tyhjiötekniikassa ovat yksilölliset ratkaisut välttämättömiä

Monien erilaisten käyttömahdollisuuksien ja yksilöllisten asiakastarpeiden vuoksi kokonaisratkaisujen tarjonta suoraan kaupan hyllyltä ei ole mahdollista. Pumppausasemien suunnittelu ja toteuttaminen on aina yksilöllistä. Vain siten yksittäiset komponentit voidaan sovittaa toisiinsa esipumpun ja tyhjiökiertomäntäpuhaltimen haluttujen tehoparametrien mukaisesti. AERZENin ammattimainen ja asiantunteva neuvontapalvelu kuuluu siksi olennaisena osana tarjousprosessiimme. Varmistaakseen, että lopputuote täyttää vaaditut parametrit luotettavasti, AERZEN suorittaa laitteistoille laajamittaiset ohjelmistotestaukset. Testauksen tarkoituksena ei ole ensisijaisesti vain varsinaisen tyhjiön muodostumisen, vaan myös kestokuormitettavuuden sekä energia-arvojen saavuttamisen varmistaminen. Kiinnitämme erityistä huomiota termisesti kriittisten painealueiden välttämiseen, koska ne voivat aiheuttaa ongelmia jatkuvassa käytössä.

Energiatehokkuuden merkitys tyhjiötekniikassa kasvaa jatkuvasti

Erityisesti jatkuvassa käytössä on tärkeää sekä muodostettavan tyhjiön tavoiteparametrien tarkka noudattaminen, että myös energiatehokkuuden ylläpitäminen Tyhjiöpumpuissa tulisi käyttää mahdollisimman tehokkaita teknisiä ratkaisuja, eikä vain ympäristösyistä. Energiankulutuksen hallinta on erityisen tärkeää aloilla, joiden energiatase on jo nyt lähtökohtaisesti huono. Esimerkiksi terästehtaat käyttävät runsaasti energiaa. Sitäkin tärkeämpää on turvautua energiapiheihin, mutta samalla tehokkaisiin, komponentteihin pumppausasemien suunnittelussa. AERZENin kaikki tyhjiökomponentit valmistetaan korkeimmalla mahdollisella tarkkuudella ja ne myös täyttävät kaikki tärkeimmät optimaalisen energiatehokkuuden standardit. Tällä tavalla taataan tyhjiölaitteistojen häiriötön ja jatkuva toiminta, joka ei turhaan kuormita ympäristöä eikä budjettia.