Væskeringvakuumpumper og deres udvikling

| Medlemsnyhed | Indrykket af Busch Vakuumteknik A/S

Klassisk vakuum teknologi og alligevel topmoderne

Vakuum teknologi er i konstant udvikling – ikke bare i den seneste tid, men i flere årtier har den fortsat sin udvikling. I dag anvendes skruevakuumpumper i den kemiske procesteknologi og mange andre steder, ligesom tørtløbende klovakuumpumper har fået etableret sig som standarden indenfor vakuumgeneratorer i flere brancher. Oliesmurte lamelvakuumpumper er også avancerede i forbindelse med mange anvendelsesmuligheder, ikke mindst på grund af deres kontinuerlige udvikling. Inden for deres anvendelsesområder er de, de hyppigst anvendte vakuumpumper. På trods af mange forbedringer, nye udviklinger og yderligere fremskridt er ét princip for vakuumgenerering forblevet det samme frem til i dag inden for visse anvendelsesområder, og det anvendes stadig med succes: væskeringsvakuumpumpen. 

Princippet bag væskeringsvakuumpumpen blev allerede udviklet i 1890 som en ”vandringspumpe”. På grund af deres funktionelle og stærke konstruktion passer væskeringsvakuumpumper (billede 1) til vakuum generering i anvendelser, hvor dampgasser eller dampe tømmes, eller hvor der er tendens til, at der opstår kondens i vakuumpumpen under kompressionsprocessen. De passer derfor ideelt til fugtige processer og anvendes således til ”grov” vakuum generering inden for procesteknologi, kemisk industri, ved produktion og behandling af råolie, til tømning af kondensatorer til dampturbiner, samt inden for plastikindustrien, til papirproduktion, inden for levnedsmiddelteknologien og mange andre industrimæssige formål. 

Driftsprincip
Væskeringsvakuumpumper anvender vand eller en væske, der er kompatibel med gas eller damp, som driftsvæske, når de tømmes. Ethylenglycol, mineralsk olie eller organiske opløsningsmidler anvendes også ligesom andre væsker, der allerede er en del af processen. Det grundlæggende princip er det samme i alle størrelser og versioner.

En centralt monteret rotor rotere inde i et cylindrisk kabinet (billede 2). Dette kabinet er fyldt med driftsvæske i en sådan grad, at rotorens vinger er nedsænket i væske. Rotorvingens rotation og den deraf følgende centrifugalkraft får væsken i kabinettet til at danne den såkaldte væskering. Det pumpede medie transporteres i rummene mellem de enkelte vinger og væskeringen. Rotorvingens excentriske omdrejning ændre disse rums volume, og medfører at gas suges ind, komprimeres og udstødes. Væskeringen tætner de individuelle rum ned til cylinderen. Derfor kaldes væsken, nogle gange for tætningsvæske i stedet for driftsvæske.

Mekanisme
På grund af den anvendte driftsvæske kan denne mekanisme kun anvendes i det ”grove” vakuumområde. Årsagen til dette er, at det opnåelige vakuumniveau afhænger af driftsvæskens damptryk, som konstant pumpes gennem vakuumpumpen. Dermed kan væskeringsvakuumpumpen være i drift under relativt lave temperaturer, og derudover holdes mediets temperaturstigning på et minimum under kompressionsprocessen. Derfor passer væskeringsvakuumpumper perfekt til at pumpe damp og gasser med et højt fugtindhold. De lave temperaturer i vakuumpumpen er fordelagtige ved kondensering af procesdampe. I en vis grad betyder dette, at vakuumpumpen også fungerer som kondensator, og fordi kondenseringen sker, når blandingen kommer ind i vakuumpumpen, reduceres volumen dramatisk. Ud over kondenseringseffekten sker der også en stigning i den nominelle pumpehastighed.

Driftsvæsken absorberer kompressionsvarmen, og da væskeringsvakuumpumper praktisk talt er isotermiske, er de fordelagtige, når der pumpes med temperaturfølsomme produkter som polymer.

En væsentlig fordel ved væskeringsvakuumpumper er, at driftsvæsken og de materialer, der anvendes til komponenterne, kan tilpasses, så de passer til det pumpede medie. Det gør det også muligt at pumpe korroderende eller eksplosive gasser og dampe. Som følge af lave driftstemperaturer kan det betragtes som langt mindre problematisk at pumpe eksplosive materialer, end det er tilfældet for andre mekaniske vakuumpumper.

Konstruktion
Der skelnes grundlæggende mellem et- og totrins væskeringsvakuumpumper. I et-trinsudgaven udføres den kompressionsproces, der beskrives ovenfor, i et kompressionstrin. I totrins vakuumpumpen (billede 3) transporteres det præ-komprimerede, pumpede medie fra det første trin til det andet kompressionstrin og komprimeres igen. Sluttrykket på 130 hPa (mbar) kan realiseres med enkelt-trins væskeringsvakuumpumper, mens totrinsudgaverne kan opnå op til 33 hPa (mbar).

Selv størrelserne kan variere markant. Busch vakuumpumper og -systemer har forskellige udgaver og versioner af Dolphin væskeringsvakuumpumper i porteføljen med pumpehastigheder fra 25 til 26.800 kubikmeter i timen.

Varianter
tilføjelse og fjernelse af driftsvæske kan foretages på tre måder:

1.    Drift uden recirkulation – drift med kontinuerligt gennemløb
Dette er den mest enkle variant til drift af en væskeringsvakuumpumpe, og den anvendes, så snart der er tilstrækkeligt tilgængelig driftsvæske. Under kompressionstrinnet leveres der konstant driftsvæske. Væsken udledes så sammen med gas og kondensvand. 

2.    Åbent væskekredsløb – drift med delvis recirkulation
I et åbent kredsløb (billede 4) ledes driftsvæsken ind i en væskeudskiller sammen med gassen, når den forlader vakuumpumpen. Væske og gas adskilles her. Gassen udledes eller overføres, mens driftsvæsken løber tilbage til vakuumpumpen. Ekstra frisk driftsvæske leveres gennem væskeudskilleren i kredsløbet. Dette garanterer, at der er tilstrækkeligt væske i kredsløbet, og at temperaturen ikke stiger. Denne type åbent kredsløb kan spare op til 50 procent af væsken sammenlignet med drift uden recirkulation.

 3.    Lukket væskekredsløb – drift med total recirkulation
Der er også en væskeudskiller nedstrøms fra vakuumpumpen i et lukket kredsløb (billede 2). Gas udledes fra udskilleren, mens driftsvæsken ledes ved at bruge varmeveksleren, inden den kommer ind i vakuumpumpen igen. Driftsvæsken holdes dermed på en konstant temperatur. Dette betyder, at kun små mængder frisk væske skal tilføjes via væskeudskilleren. Vi anbefaler derfor det lukkede kredsløb, når der ikke er tilstrækkeligt driftsvæske tilgængeligt, eller når der skal gemmes så meget driftsvæske som muligt.

 Skræddersyede vakuumsystemer
Væskeringsvakuumpumper passer exceptionelt godt til brug som moduler i vakuumsystemer og installationer. Lavere sluttryk kan realiseres i kombination med gas, luft eller dampejektorer eller vakuumboostere. Teknisk og økonomisk optimale løsninger kan findes til vakuumsystemer, der er skræddersyet direkte til en individuel applikation. Busch vakuumpumper og -systemer har flere årtiers erfaring med at designe, konfigurere og bygge disse typer systemer, som anvendes i økonomisk og sikker drift på verdensplan i teknologi til kemiske processer, produktion og behandling af råolie, elproduktion og mange andre områder. De individuelle størrelser af Dolphin væskeringsvakuumpumper fra Busch fås i forskellige ATEX-certificerede udgaver.

 

Læs mere om Væskeringsvakuumpumper og mulighederne med dem her

Medlemsnyhed

Indrykket af
Busch Vakuumteknik A/S

Parallelvej 11
8680 Ry
Danmark
Busch Vakuumteknik A/S

Billeder & videoer

Article Liquid ring vacuum pumps_Fig_2Article Liquid ring vacuum pumps_Fig_3Article Liquid ring vacuum pumps_Fig_4Article Liquid ring vacuum pumps_Fig_5Article Liquid ring vacuum pumps_Fig_6

Send til en kollega

0.123