Filtrazione in linea e di scarico per pompe per vuoto

Perché le pompe per vuoto necessitano di filtrazione?

Filtro per vuoto in linea che protegge le pompe per vuoto dal particolato nei processi di trasporto pneumatico. In un mondo sempre più dipendente dalla tecnologia del vuoto, le conseguenze di una mancata protezione di un sistema di vuoto o dell'ambiente circostante possono essere costose. Per decenni, le pompe per vuoto hanno permesso l'evoluzione di nuove tecnologie e processi in settori in rapida crescita come quello alimentare, farmaceutico, elettronico, solare, dei semiconduttori e molti altri.
Questi processi generano vari contaminanti che, se ingeriti, possono causare guasti catastrofici alle pompe per vuoto.
Inoltre, i contaminanti tossici del processo non devono essere scaricati nell'atmosfera circostante per motivi di salute e sicurezza.

 

Questo articolo spiegherà il ruolo della filtrazione nel completamento di un sistema di vuoto e l'impatto che ha sul mantenimento della produttività nei processi della tecnologia del vuoto.

Tecnologia del vuoto e filtrazione

Per determinare il livello di filtrazione a vuoto necessario per il vostro sistema, è necessario innanzitutto riconoscere la relazione tra le variabili di processo. Una pompa per vuoto viene utilizzata per estrarre l'aria da un processo o da un sistema chiuso e spesso incontra la contaminazione del processo. Quando la pompa estrae l'aria dal sistema, scarica lo stesso volume d'aria nell'atmosfera.
I principi del vuoto dimostrano che all'aumentare del livello di vuoto del processo, il flusso di massa attraverso la pompa diminuisce.

 

La portata del processo, il livello di vuoto, la temperatura e la pressione del vapore interagiscono tra loro e rappresentano una sfida enorme per lo sviluppo di soluzioni di filtrazione sotto vuoto. Il livello di vuoto può anche influenzare le proprietà fisiche di un contaminante, come il punto di ebollizione. Una variazione del punto di ebollizione può causare una transizione di fase da liquido a vapore, aumentando ulteriormente la complessità del processo di filtrazione e separazione. La comprensione delle interazioni critiche tra tutte le variabili è essenziale per il successo o il fallimento di un filtro o di un separatore.

 

Nella progettazione di un sistema di aspirazione efficace vi sono due priorità in competizione tra loro. Il primo è proteggere adeguatamente la pompa del vuoto dal processo.
Il secondo è l'ottimizzazione delle prestazioni del sistema per un periodo di tempo prolungato.Quando si progetta un sistema di vuoto, la filtrazione deve essere in primo piano nel processo di progettazione, in modo da ridurre al minimo i problemi di campo. La corretta identificazione del tipo di contaminante e del carico garantisce l'impiego della tecnologia di filtrazione adeguata.
Questo è fondamentale per garantire l'ottimizzazione del sistema.

 

 

Pompe per vuoto - Filtrazione in ingresso e in uscita

La filtrazione e la separazione sottovuoto sono un'arte tanto quanto una scienza. Il concetto di filtrazione e separazione è piuttosto semplice: rimuovere qualsiasi contaminante da un flusso di aria o gas prima che il contaminante possa entrare in un'apparecchiatura.Tuttavia, la rimozione dei contaminanti diventa estremamente complessa quando esistono condizioni di vuoto e molteplici variabili di processo. La comprensione dello scopo della filtrazione in ingresso e in uscita è necessaria per identificare i punti in cui la filtrazione è necessaria all'interno di un'applicazione.

 

Filtrazione in ingresso

Lo scopo ultimo di un filtro per vuoto in ingresso is to protect the pump from the process. Un tipico filtro per particolato è costituito da un supporto, come la carta, attraverso il quale l'aria deve passare per essere pulita.Esistono molti tipi di mezzi di rimozione del particolato, tutti con valori di micron ed efficienza di rimozione variabili. Hanno proprietà fisiche e chimiche diverse che li rendono adatti a diverse condizioni operative e applicazioni. Carta, poliestere, polipropilene, HEPA, ULPA e PTFE sono i mezzi di filtrazione comunemente utilizzati. Altri tipi di mezzi possono includere adsorbenti come il carbone attivo e l'allumina attivata o mezzi di coalescenza che di solito contengono fibra di vetro e sono di natura proprietaria.

Vale la pena ribadire che molti processi di vuoto sono estremamente complessi. Il coinvolgimento di un esperto di filtrazione nelle prime fasi del processo di progettazione e di definizione delle specifiche può evitare errori costosi causati dalla "auto-selezione" di un prodotto di filtrazione standard per un'applicazione di vuoto complessa.

 

Filtrazione dei gas di scarico

Per un'ottimizzazione completa di un sistema di vuoto, anche il lato di scarico della pompa del vuoto deve essere affrontato in anticipo per ridurre al minimo i problemi di campo.

Lo scopo di un  filtro di scarico è quello di proteggere l'ambiente dall'apparecchiatura. La corretta gestione dei contaminanti all'ingresso della pompa per vuoto è la strategia migliore per ridurre al minimo i problemi allo scarico.Tuttavia, vi sono applicazioni che richiedono una maggiore attenzione alla qualità dell'aria di scarico, come la preparazione/confezionamento degli alimenti, i sistemi medici sottovuoto, la produzione di elettronica e le strutture di ricerca. Queste applicazioni possono richiedere più stadi di filtrazione per soddisfare i severi requisiti di qualità dell'aria dell'ambiente di lavoro.

Il pacchetto di pompe per vuoto con tecnologia a umido di un OEM offre in genere prestazioni adeguate per applicazioni leggere e medie che presentano bassi livelli di trascinamento dell'olio e di odore.Tuttavia, gli ambienti con tolleranza zero per questi problemi, come i laboratori e gli ospedali, avranno bisogno di filtri a coalescenza per olio ad alte prestazioni per mantenere l'ambiente significativamente più pulito e privo di odori.

Altri casi in cui sarebbe opportuno un filtraggio supplementare degli scarichi sono le tecnologie delle pompe a tenuta d'olio con frequenti cicli verso l'atmosfera o le pompe che funzionano a temperature elevate. In queste circostanze, la configurazione delle tubazioni e il posizionamento del filtro di scarico delle nebbie oleose possono avere un impatto significativo sulle prestazioni del sistema di aspirazione. Il coinvolgimento di un esperto di filtrazione nelle prime fasi del processo di progettazione e di definizione delle specifiche può evitare errori costosi.

 

Filtrazione della pompa a vuoto - Tipi di contaminanti

Qualsiasi cosa diversa dall'aria pulita che entra nell'ingresso di una pompa per vuoto o che esce dallo scarico può essere dannosa.

• Particelle
• Liquido
• Vapore

 particolato è il contaminante più comune che può danneggiare una pompa per vuoto. Il particolato può essere abrasivo e si presenta in diverse forme solide, le più comuni delle quali sono la polvere, la sabbia o le grandi masse. La maggior parte del particolato non è reattiva e un filtro per vuoto standard è adatto a queste applicazioni. Tuttavia, esistono applicazioni in cui le particelle possono essere pericolosamente reattive se esposte all'ossigeno o ad altri agenti reattivi; applicazioni come la deposizione di vapore chimico, la metallurgia e la crescita di cristalli di silicio. In queste circostanze, l'aggiunta di un filtro di aspirazione standard al sistema potrebbe non offrire la protezione adeguata per l'apparecchiatura o i dipendenti. In presenza di particolato volatile, per garantire un'adeguata protezione dei sistemi di aspirazione e dei lavoratori che interagiscono con l'apparecchiatura, sono necessari mezzi speciali e caratteristiche quali porte di ossidazione, vasche di raccolta e mezzi di filtrazione speciali.

 

 È molto più difficile impedire ai liquidi di entrare in una pompa per vuoto, in quanto possono essere presenti in varie forme: bolle, gocce o aerosol (non vapore). I sistemi efficaci di rimozione dei liquidi includono diversi meccanismi, come deflettori, piastre demister e camere di espansione a bassa velocità, per separare efficacemente i liquidi in queste diverse forme.
Se una pompa a vuoto ingerisce una quantità sufficiente di liquido da un processo, essenzialmente allagherà la pompa causando un guasto catastrofico molto rapidamente. I contaminanti liquidi includono acqua, solventi, oli e varie sostanze chimiche. Le applicazioni con volumi di liquidi estremamente elevati richiedono una manutenzione costante del filtro di rimozione dei liquidi. In queste circostanze, un sistema di drenaggio automatico può essere integrato con il filtro per ridurre al minimo la manutenzione e massimizzare il tempo di produzione.

 

Il vapore è il più sfuggente e difficile da catturare dei tre contaminanti. Quando un processo inizia a funzionare in condizioni di vuoto spinto, i liquidi passano alla fase di vapore.
Per evitare l'ingestione da parte della pompa, questo vapore deve essere condensato allo stato liquido, in modo da avere maggiori possibilità di recupero. Per condensare i vapori, è necessario introdurre un Delta di riduzione della temperatura significativo (ΔT) in modo che il vapore possa tornare allo stato liquido. Il ΔT richiesto si basa sulla pressione di vapore del liquido e sul punto di rugiada del sistema. Una separazione efficace può essere ottenuta utilizzando una tecnologia di condensazione e filtrazione dei vapori a più stadi che fornisce superfici "fredde" per la condensazione. Per le tracce di vapori provenienti da un processo, le tecnologie di adsorbimento possono essere utilizzate come alternative efficaci alle tecnologie di condensazione.

 

 

Un sistema completo

As mentioned, innovative industries continue using vacuum technology to grow and evolve; reliable and complete vacuum systems are essential for continued success and sustainability. Filtration is often an afterthought, and when there is a problem, an emergency fix can be costly and stressful for those involved.

A vacuum pump system is incomplete without the proper filtration and separation protection. When considering all the process-variables and potential filtration options, properly protecting a vacuum pump can be a challenge. Working with vacuum filtration experts in the early stages of design and specification will save money and prevent countless future hours of frustration for engineers and operators. Not only will the proper filtration and separation solution help users save on maintenance costs and energy consumption, it can help improve worker safety and morale with consistent process up-time and higher quality outputs. Whether protecting the pump or protecting the environment, implementing the right filtration and separation technologies will complete the system.

Solberg Manufacturing è orgogliosa di essere agile ed efficiente nel trasformare le sfide della filtrazione in soluzioni di filtrazione. Contattateci per saperne di più su come la filtrazione del vuoto può contribuire al successo continuo del vostro sistema di aspirazione.