Branża pomp próżniowych odnotowuje znaczny wzrost. Ekspansja ta obejmuje zarówno technologie smarowanych, jak i bezolejowych pomp próżniowych, napędzane przez tradycyjne sektory, takie jak przemysł ogólny, usługi środowiskowe, próżnia medyczna i przetwórstwo żywności, a także branże wschodzące, takie jak akumulatory do pojazdów elektrycznych, lotnictwo i energia odnawialna. Te różnorodne zastosowania często wiążą się z wyzwaniami związanymi z wilgocią, które mogą negatywnie wpływać na wydajność i trwałość pompy próżniowej.

Rozróżnianie rodzajów wilgoci w systemach próżniowych

Wilgoć we wlotach pomp próżniowych objawia się zazwyczaj w trzech formach:

• Ciecz: Swobodnie płynące płyny bez określonego kształtu.
• Aerozol (mgła): Zawiesiny drobnych cząstek cieczy lub ciał stałych w gazie.
• Opary: Stan gazowy substancji, często niewidoczny i wymagający kondensacji w celu usunięcia.

Każda forma wymaga określonych technik usuwania, aby zapewnić optymalne działanie pompy.

Techniki usuwania wilgoci

Usuwanie cieczy: Filtry Knock-Out

Znane również jako separatory cieczy to systemy usuwania cieczy mechanicznie oddzielają ciecze od strumienia gazu, zanim dotrą one do pompy próżniowej. Zmieniając kierunek i prędkość przepływu w komorze rozprężnej lub stosując przegrody, urządzenia te umożliwiają osadzanie się cieczy, zapobiegając emulgowaniu olejów smarowych i potencjalnemu uszkodzeniu pompy. Na przykład separatory cieczy z serii LRS firmy Solberg skutecznie usuwają ciecze, szlam i cząstki stałe z wlotów pomp próżniowych, zwiększając w ten sposób ochronę sprzętu.

Usuwanie aerozoli (mgły): Wkłady odmgławiające i filtry koalescencyjne

Aerozole składają się z drobnych kropelek cieczy zawieszonych w strumieniu gazu. Wkłady odmgławiające, wykonane z materiałów takich jak stal nierdzewna lub siatka z tworzywa sztucznego, wychwytują te krople. Gdy krople łączą się na siatce, tworzą większe krople, które spływają z przepływu gazu. Filtry koalescencyjne działają podobnie, wykorzystując specjalistyczne media do agregacji drobnych aerozoli w większe kropelki w celu ich usunięcia. Zastosowanie tych urządzeń pomaga zapobiegać przedostawaniu się aerozoli i zanieczyszczeń do pompy.

Usuwanie oparów: Pułapki skraplające opary

Opary, będąc w stanie gazowym, wymagają kondensacji w celu skutecznego usunięcia. Pułapki chłodzą strumień gazu, powodując kondensację oparów w ciecze lub ciała stałe, które można następnie oddzielić od przepływu. Pułapki te często wykorzystują mechanizmy chłodzenia, takie jak ciekły azot, glikol, aby osiągnąć niezbędną redukcję temperatury. Wdrożenie zimnych pułapek ma kluczowe znaczenie w procesach, w których zanieczyszczenie oparami może prowadzić do degradacji oleju lub korozji pompy.

Aplikacje narażone na działanie wilgoci

Kilka procesów przemysłowych jest podatnych na wnikanie wilgoci do systemów próżniowych. W tej sekcji omówimy niektóre z najpopularniejszych zastosowań.

Przetwarzanie i pakowanie żywności

Próżnia jest szeroko stosowana w przemyśle spożywczym zarówno do przetwarzania, jak i pakowania. Od mieszania próżniowego i masownic po pakowanie w atmosferze modyfikowanej (MAP), procesy te często wiążą się z bezpośrednim kontaktem z cieczami, takimi jak sosy, solanki, oleje i woda.

W wielu przypadkach, zwłaszcza podczas pakowania próżniowego, czy zgrzewania produktu do linii próżniowej mogą być zasysane ciecze. Jeśli ciecz ta nie zostanie zatrzymana, może dostać się do pompy próżniowej, prowadząc do emulgowania oleju pompy, zwiększonego zużycia, a nawet katastrofalnej awarii pompy.

Skutecznym rozwiązaniem jest odpowiednio dobrany separator cieczy. Separatory te umożliwiają grawitacyjne usuwanie dużych ilości cieczy, zanim zetkną się one z pompą. W celu zapewnienia dodatkowej ochrony, zwłaszcza w przypadku obecności drobnych cząstek, takich jak przyprawy lub tłuszcze, często stosuje się konstrukcję wielostopniową, taką jak seria Solberg LRS. Separatory te zapewniają filtrację cząstek stałych wraz z separacją cieczy. To podejście zapewnia dłuższą żywotność pompy, mniej przerw serwisowych i zgodność z normami bezpieczeństwa żywności.

Patroszenie próżniowe

Wypatroszanie próżniowe jest kolejnym krytycznym zastosowaniem w przemyśle przetwórstwa spożywczego, szczególnie w przygotowywaniu drobiu i owoców morza. Proces ten obejmuje usuwanie elementów wewnętrznych przy użyciu technologii próżniowej, zapewniając czystsze i bardziej wydajne działanie w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Pompy próżniowe pomagają również zarządzać odpadami i transportować je z dala od linii technologicznej, zapobiegając zanieczyszczeniom i tworząc czystsze miejsce pracy.

Podczas patroszenia próżniowego filtracja cieczy staje się niezbędna do zarządzania płynami i cząstkami stałymi, które są nieuchronnie zasysane do systemu próżniowego. Dzięki integracji wielostopniowych separatorów cieczy, takich jak produkty Solberg SRS/TKO/SLS, przetwórcy mogą skutecznie oddzielać i usuwać niepożądane materiały, chroniąc pompę próżniową i utrzymując optymalną wydajność.

Medyczne systemy próżniowe

Placówki medyczne używają scentralizowanych systemów próżniowych do szeregu celów ratujących życie i operacyjnych: odsysania chirurgicznego, drenażu ran, odsysania, a nawet wspomaganego próżniowo porodu. Systemy te podlegają rygorystycznym normom zdrowia i bezpieczeństwa (takim jak NFPA 99 w Ameryce Północnej), wymagającym niezawodnego działania i wysokich standardów higieny.

Wilgoć jest stałym wyzwaniem w tych systemach. Płyny biologiczne, woda irygacyjna i roztwory czyszczące mogą zostać przypadkowo lub sporadycznie zassane do przewodów podciśnieniowych podczas użytkowania. Z biegiem czasu wilgoć ta, jeśli nie jest kontrolowana, może powodować korozję, rozwój bakterii, a ostatecznie awarię pompy.

Aby chronić pompę próżniową, separator cieczy klasy medycznej, taki jak Solberg HV Series, jest instalowany przed pompą. Separatory te są zwykle wykonane z materiałów odpornych na korozję i mogą być wyposażone w przezroczyste obudowy do kontroli wizualnej, zawory spustowe lub systemy automatycznego spustu do higienicznego usuwania płynów. W bardziej złożonych instalacjach, takich jak szpitale lub kliniki dentystyczne z wieloma użytkownikami, można zastosować wiele separatorów lub wspólny system zbierania z alarmami studzienek.

Podciśnieniowe systemy kanalizacyjne

Systemy kanalizacji podciśnieniowej są coraz bardziej popularnym rozwiązaniem w gospodarce ściekami komunalnymi i komercyjnymi, szczególnie na obszarach o płaskim terenie lub wysokim poziomie wód gruntowych. W systemach tych ścieki i szara woda są transportowane rurociągami podciśnieniowymi pod niskim ciśnieniem, z wykorzystaniem stacji podciśnieniowych do utrzymania przepływu.

Ponieważ systemy te wykorzystują podciśnienie do transportu ścieków, z natury zawierają one wysoką zawartość wilgoci - zarówno w postaci ciekłej, jak i parowej. Podczas użytkowania do przewodu próżniowego mogą przedostać się frakcje ścieków lub kondensatu, stwarzając poważne ryzyko zanieczyszczenia i niezawodności samej pompy próżniowej.

Aby temu zaradzić, między pompą próżniową a głównym filtrem, stosuje się separator cieczy o średniej pojemności, taki jak seria Solberg STS. Separatory te zapobiegają przedostawaniu się cieczy do wlotu pompy, wydłużając żywotność sprzętu i ograniczając czynności konserwacyjne. W niektórych instalacjach można zastosować elementy koalescencyjne lub odmgławiacze w celu usunięcia drobnej mgły towarzyszącej przepływowi cieczy.

Odgazowywanie próżniowe

W wielu zastosowaniach produkcyjnych i laboratoryjnych odgazowanie jest krytycznym etapem wykorzystywanym do usuwania rozpuszczonych gazów z cieczy, takich jak żywice, kleje lub oleje. Proces ten zazwyczaj obejmuje zastosowanie próżni w celu zmniejszenia ciśnienia wokół cieczy, co sprzyja uwalnianiu uwięzionego powietrza lub lotnych gazów.

Chociaż głównym celem jest usuwanie gazu, systemy te często wprowadzają znaczne ilości oparów lub porwanej cieczy do linii próżniowej. W przypadku odgazowywania o dużej objętości, pęcherzyki i piana mogą powodować przyciąganie kropelek lub grudek cieczy w kierunku pompy próżniowej.

Aby złagodzić ten problem, na wlocie pompy próżniowej umieszcza się separator cieczy. Separatory te pomagają zapewnić, że tylko gaz - a nie szkodliwa ciecz - przedostaje się do pompy, chroniąc system próżniowy i utrzymując integralność procesu. W przypadku bardziej lotnych lub wrażliwych na ciepło cieczy, pułapki kondensacyjne, takie jak Solberg JST lub JRS, mogą być również używane do kondensacji i zbierania oparów, zanim skondensują się w przewodach próżniowych lub samej pompie.

Wytłaczanie tworzyw sztucznych

W procesach wytłaczania tworzyw sztucznych próżnia jest często wykorzystywana do usuwania gazów i wilgoci ze stopionego polimeru w celu zapewnienia odpowiednich właściwości materiału i jakości produktu. Obejmuje to odpowietrzanie próżniowe podczas wytłaczania i operacji przenoszenia próżniowego lub chłodzenia.

Systemy te wiążą się z dwoma głównymi zagrożeniami związanymi z zanieczyszczeniem: oparami z podgrzanego plastiku i aerozolami zawierającymi żywicę, które unoszą się w powietrzu podczas przetwarzania. Gdy materiał jest podgrzewany i poddawany działaniu ciśnienia, odgazowane opary, drobne cząstki stałe, a nawet małe grudki upłynnionej żywicy mogą przedostać się do przewodu próżniowego.

Aby chronić pompę próżniową, zwykle stosuje się wielostopniowy separator. Pierwszy etap często obejmuje zmianę kierunku przepływu powietrza. Drugi stopień może zawierać filtr odmgławiający lub element koalescencyjny do wychwytywania aerozoli i mgły, zapobiegając przenoszeniu lepkich materiałów, które mogłyby zatkać wewnętrzne elementy pompy.

W niektórych liniach wytłaczania - zwłaszcza tych produkujących folię lub arkusze - konieczne może być również chłodzenie lub skraplanie w celu usunięcia oparów przed ich ponownym skropleniem w linii próżniowej. Takie wielowarstwowe podejście wydłuża żywotność pompy, skraca czas przestojów i zapewnia wyższą jakość produktu końcowego.

Wybór odpowiednich rozwiązań do usuwania wilgoci

Wybór odpowiedniej metody usuwania wilgoci wymaga starannego rozważenia kilku parametrów procesu:

• Rodzaj procesu: Zrozumienie konkretnego zastosowania i jego potencjału generowania wilgoci.
• Typ pompy próżniowej: Rozróżnienie między pompami smarowanymi i suchymi, ponieważ każda z nich ma wyjątkową wrażliwość na wilgoć.
• Poziom próżni: Określenie zakresu ciśnienia roboczego w celu oceny ryzyka kondensacji.
• Natężenie przepływu i temperatura: Ocena objętości i charakterystyki termicznej strumienia gazu.
• Skład gazu: Identyfikacja obecności substancji żrących lub reaktywnych, które mogą mieć wpływ na wybór materiału.

W zastosowaniach próżniowych większość wilgoci i zanieczyszczeń jest wprowadzana podczas rozruchu. Ilość wilgoci może się zmniejszać w miarę zbliżania się procesu do wymaganego poziomu próżni. Biorąc to pod uwagę, kluczowe znaczenie ma dobór wielkości filtracji przy maksymalnym przepływie pompy, często określanym jako pełny przepływ lub warunki rozruchu. Większe filtry mogą być potrzebne do obsługi takich scenariuszy, a także sytuacji, w których wiele pomp próżniowych korzysta z jednej komory i głównego kolektora.

Współpraca ze specjalistami w dziedzinie filtracji, takimi jak Solberg Manufacturing, może pomóc w projektowaniu systemów, które skutecznie radzą sobie z wyzwaniami związanymi z wilgocią bez uszczerbku dla wydajności pompy. Ich doświadczenie obejmuje standardowe produkty i niestandardowe projekty spełniające różnorodne potrzeby aplikacji.

Automatyczne systemy usuwania cieczy.

Aby zapewnić maksymalną skuteczność usuwania cieczy w systemach próżniowych, konieczne jest zastosowanie zautomatyzowanych rozwiązań odwadniających, które mogą dynamicznie reagować na zmiany warunków pracy. Jedno z zaawansowanych podejść obejmuje wykorzystanie systemów takich jak Solberg DSP, który integruje czujniki poziomu cieczy, zawory i pakiet elektroniki sterowany przez PLC. Systemy te są zaprojektowane do ciągłego monitorowania gromadzenia się cieczy w zbiorniku separatora i inicjowania cykli odwadniania opartych na czasie lub poziomie, aby zapobiec przepełnieniu lub przeniesieniu do pompy próżniowej.

Automatyzacja procesu odwadniania eliminuje potrzebę ręcznej interwencji, zmniejsza ryzyko błędu ludzkiego i chroni pompę próżniową przed potencjalnie szkodliwym wnikaniem cieczy. Zintegrowana elektronika umożliwia dostosowanie do wymagań procesu - wsadowego, ciągłego lub zmiennego przepływu - zapewniając, że system dostosowuje się do rzeczywistych warunków w czasie rzeczywistym. Dodatkowo, systemy te mogą często łączyć się z centralną siecią sterowania zakładu w celu ulepszonego monitorowania, powiadamiania o alarmach i śledzenia wydajności.

W środowiskach o wysokiej wilgotności, takich jak przetwórstwo żywności lub wytłaczanie tworzyw sztucznych, gdzie przestoje mogą być kosztowne, zautomatyzowane systemy separacji i odprowadzania cieczy nie tylko zwiększają ochronę sprzętu, ale także znacząco przyczyniają się do ogólnej niezawodności i wydajności procesu.

Ochrona systemu próżniowego zaczyna się od kontroli wilgoci

Skuteczne zarządzanie wilgocią ma kluczowe znaczenie dla utrzymania wydajności pomp próżniowych i wydłużenia żywotności sprzętu, ale co ważniejsze, utrzymania ciągłości procesów. Dzięki zrozumieniu rodzajów występującej wilgoci i wdrożeniu odpowiednich technik jej usuwania - takich jak separatory, wkładki odmgławiające i pułapki ziębnicze - producenci mogą zabezpieczyć swoje systemy próżniowe przed problemami związanymi z wilgocią. Współpraca z doświadczonymi dostawcami filtracji, takimi jak Solberg Manufacturing, zapewnia dostęp do dostosowanych rozwiązań, które zwiększają niezawodność operacyjną i produktywność.