Vier Wege, um Ihr Vakuumsystem effizienter zu machen

Angesichts der hohen Energiepreise hat Effizienz für Produktionsstätten, die Vakuumsysteme für die Produkthandhabung einsetzen, oberste Priorität. Glücklicherweise kann SMC, basierend auf jahrzehntelanger Erfahrung und Know-how, vier einfache Möglichkeiten zur Reduzierung des Energieverbrauchs Ihres Vakuumsystems anbieten. Indem Sie beim Kommissionieren und Bewegen weniger Energie verbrauchen, leisten Sie einen direkten Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen.

Die neuesten energiesparenden Vakuumtechnologien können einen wesentlichen Unterschied bei Vakuumanwendungen ausmachen, sei es in der Verpackungsindustrie, der Metallverarbeitung, der Biowissenschaft oder in anderen Bereichen. Wenn Sie die folgenden vier Schritte befolgen, werden Sie die Effizienz Ihres Vakuumsystems erheblich verbessern. 

Die Vakuumerzeugung kann zentral mit einer Vakuumpumpe oder mit Vakuum-Ejektoren erfolgen. Das umfangreiche Angebot an Vakuumejektoren von SMC - von sehr kompakten Inline-Ejektoren bis hin zu effizienten mehrstufigen Ejektoren mit leistungsstarken Schalldämpfern - eignet sich für Vakuumströme von bis zu 600 Nl/min und erfüllt damit die Anforderungen praktisch aller industriellen Anwendungen. Jeder Ejektortyp hat seine spezifischen Parameter, die voneinander abhängig sind: Standardbetriebsdruck (die Druckluftmenge, die erforderlich ist, um den höchstmöglichen Vakuumdruck zu erreichen), maximaler Saugdurchsatz (vom Ejektor aufgenommene Luftmenge), maximaler Vakuumdruck (Höchstwert des vom Ejektor erzeugten Vakuumdrucks) und Druckluftverbrauch (die vom Ejektor bei Standardversorgungsdruck verbrauchte Druckluftmenge).

4 bar: der maximale Versorgungsdruck für SMC-Ejektoren

Fragen Sie sich, ob Sie wirklich den maximalen Vakuumdruck benötigen, um Ihr Werkstück zu bearbeiten. Schließlich steht die Höhe des Vakuumdrucks in direktem Zusammenhang mit Ihrem Druckluftverbrauch und Ihren Kosten. Wenn Sie beispielsweise den Ejektor ZL112A (mit Ventilen) mit einem Hauptleitungsdruck von 0,5 MPa (5 bar) betreiben, liegt Ihr Druckluftverbrauch bei 78 l/min (4.680 l/Stunde), um einen maximalen Vakuumdruck von -84 kPa zu erreichen. Wenn Sie den Ejektor mit einem reduzierten Druck von 0,35 MPa (dem Standardversorgungsdruck für diesen Ejektortyp) betreiben, können Sie den Druckluftverbrauch auf 57 l/min (3.420 l/Stunde) reduzieren und trotzdem den gleichen maximalen Vakuumdruck (-84 kPa) erreichen. Eine erhebliche Energieeinsparung des 27%.

Viele Hersteller arbeiten immer noch mit dem Standardbetriebsdruck von 7 bar, während ein optimales Vakuumsystem bei durchschnittlich 4 bar arbeitet. Eine Reduzierung von 7 auf 4 bar ist für Ihre Betriebsergebnisse und die Zukunft unseres Planeten von Vorteil. Gleichzeitig beeinträchtigt sie nicht die Effizienz Ihrer Arbeit. Um auf das Beispiel zurückzukommen: Wenn Sie das Werkstück mit einem maximalen Vakuumdruck von -65 kPa sicher aufnehmen können, können Sie den Versorgungsdruck weiter auf 0,25 MPa (2,5 bar) reduzieren. Dadurch sinkt der Druckluftverbrauch auf 45 l/min (2.700 l/Stunde), was zu einer beeindruckenden Energieeinsparung von 43% führt. 

Verwenden Sie einen Vakuumsauger mit größerem Durchmesser, nicht einen höheren Versorgungsdruck

Manche Ingenieure machen den Fehler, den Versorgungsdruck zu erhöhen, wenn sie eine höhere Haltekraft erreichen wollen. Dies führt jedoch zu einem höheren Energieverbrauch und höheren Kosten. Es ist sogar direkt proportional: Eine Verdoppelung des Vakuumdrucks verdoppelt die Haltekraft und die Energiekosten. Stattdessen können Sie bei bestimmten Anwendungen den Durchmesser Ihrer Vakuumsauger vergrößern. Wenn Sie den Durchmesser des Saugers verdoppeln, vervierfachen Sie die Haltekraft, während Ihre Energiekosten gleich bleiben, da der Versorgungsdruck nicht steigt. Der Preisunterschied zwischen einem Vakuumsauger mit 20 mm und einem mit 40 mm Durchmesser beträgt in der Regel weniger als 5 Euro.

Vakuum-Ejektoren mit Energiesparfunktion

Einige Vakuum-Ejektoren sind mit einem Vakuum-Druckschalter mit Energiesparfunktion ausgestattet, der den Energieverbrauch um bis zu 93% senken kann. Wie sie funktionieren. Zunächst legen Sie den Druckbereich fest, in dem Sie das Werkstück sicher halten können, z. B. von -65 bis -55 kPa. Die Integration eines Druckschalters mit Energiesparfunktion dient dazu, die Luftzufuhr abzuschalten, wenn das gewünschte Vakuumniveau erreicht ist. Erst wenn der Druck unter den unteren Bereich, in diesem Fall -55 kPa, fällt, wird wieder Vakuum erzeugt. Betrachten wir ein Vakuumsystem mit einem herkömmlichen Ejektor, der 450 Zyklen pro Stunde, 10 Stunden pro Tag und 250 Tage im Jahr läuft. Ein solches System verbraucht etwa 9.350 m3 Druckluft pro Jahr. Durch den Einsatz eines Vakuumejektors mit Energiesparfunktion wird der Druckluftverbrauch jedoch auf nur 638 m3 pro Jahr gesenkt, was die bereits erwähnte Einsparung von 93% ergibt. Bei Anwendungen mit langen Zyklen ist das Einsparpotenzial noch höher.

Intelligente Verwaltung

Um die Nutzung eines energieeffizienten Vakuumsystems zu maximieren, empfiehlt SMC die Verwendung "intelligenter" Ejektorsysteme. Eine Ejektor-Grundplatte, die seriell kommuniziert, benötigt keine separaten Ein-/Ausgabeeinheiten für den Betrieb und vermeidet eine komplexe elektrische Verkabelung von Ventilen und Sensoren. Die serielle Kommunikation kann direkt an die SPS angeschlossen werden. Über die SPS ist es möglich, Druckwerte, Vakuum- oder Ablassfunktion, Energiesparfunktion und Ventilschutzfunktion einzustellen und zu überwachen. Dieses Konzept führt zu einer besseren Kontrolle Ihrer Anwendung, zu mehr wertvollen Daten und zu einer On-Board-Produktdiagnose.

Technische Unterstützung

Wenn Sie schon einmal mit einem Vakuumsystem zu tun hatten, wissen Sie, dass Vakuum unberechenbar sein kann, da die Wechselwirkung und das Verhalten zwischen Werkstück und Vakuumsauger je nach Anwendung variieren. Die einzige Möglichkeit, sich der Ergebnisse sicher zu sein, besteht darin, einen fachkundigen Partner wie SMC zu konsultieren, der in seinem eigenen Technologielabor in Eindhoven Tests durchführen kann. 

Das SMC-Technologie-Labor in Eindhoven

Vakuum ist oft eine Frage von Versuch und Irrtum in Bezug auf Druck, Durchflussmenge, Saugergröße, Anzahl der Sauger und mehr, vor allem, wenn es sich um Werkstücke aus speziellen Materialien handelt. Warum also nicht den Experten die Lösung überlassen? Angesichts weltweit steigender Energiekosten können es sich nur wenige Unternehmen leisten, das Energiesparpotenzial eines korrekt spezifizierten und konfigurierten Vakuum-Handhabungssystems zu ignorieren. Es ist an der Zeit, das Thema Effizienz in den Griff zu bekommen.