Met de hoge energieprijzen is efficiëntie een topprioriteit geworden voor productie- en procesinstallaties die systemen voor vacuümhandling gebruiken. Gelukkig kan SMC op basis van tientallen jaren ervaring en knowhow vier eenvoudige manieren bieden om het energieverbruik van je vacuümsysteem te verminderen. Door minder energie te gebruiken bij het omhoog brengen en verplaatsen, lever je een directe bijdrage aan je winstgevendheid. Bovendien ondersteun je het streven van de industrie naar netto nul CO2-uitstoot.
Door Martina Höller, Electrical technology product manager CEE SMC Austria
JUNI 2022
De nieuwste energiebesparende technologie en procesengineering kunnen een wezenlijk verschil maken voor toepassingen met vacuümhandling, of het nu gaat om verpakkingen, metaalbewerking, auto’s, gezondheidszorg of een andere sector. Volg gewoon onderstaande vier stappen om de efficiëntie van je systeem aanzienlijk te verbeteren.
Het is mogelijk om het vacuüm centraal te genereren met behulp van een vacuümpomp of decentraal (direct op de machine) met behulp van vacuümejectoren. De uitgebreide reeks vacuümejectoren van SMC – van zeer compacte inline-ejectoren tot efficiënte meertrapsejectoren met krachtige geluiddempers – zijn geschikt voor vacuümflows tot 600 Nl/min en voldoen daarmee aan de eisen van vrijwel elke industriële toepassing.
Elk type ejector heeft zijn specifieke parameters die van elkaar afhankelijk zijn: standaard toevoerdruk (de hoeveelheid perslucht die nodig is om de hoogst mogelijke vacuümdruk te bereiken), maximaal aanzuigdebiet (hoeveelheid lucht die door de ejector wordt opgenomen), maximale vacuümdruk (maximale waarde van de vacuümdruk die door de ejector wordt gegenereerd) en luchtverbruik (de hoeveelheid lucht die door de ejector wordt verbruikt wanneer deze met de standaard toevoerdruk werkt).
4 bar: de optimale toevoerdruk (gemiddeld) voor SMC ejectoren
Stel jezelf de vraag of je echt de maximale vacuümdruk nodig hebt voor de handling van je werkstuk. Je moet je dit afvragen, omdat het niveau van de vacuümdruk rechtstreeks verband houdt met je luchtverbruik en kosten. Als je bijvoorbeeld onze ZL112A ejector (met ventielen) bedient met een druk in de hoofdleiding van 0,5 MPa (5 bar), zal je luchtverbruik ongeveer 78 l/min (4.680 l/uur) bedragen om een maximale vacuümdruk van -84 kPa te bereiken. Door de ejector te laten werken met een gereduceerde 0,35 MPa (de standaard toevoerdruk voor dit type ejector), kun je het luchtverbruik terugbrengen tot 57 l/min (3.420 l/uur) en toch dezelfde maximale vacuümdruk (-84 kPa) bereiken. Een aanzienlijke energiebesparing van 27%.
SMC meertrapsejector – ZL serie, een licht efficiënt duwtje voor je vacuüm.
Afbeelding rechts: diagram uit de ZL-catalogus.
Veel fabrikanten werken nog met de standaard bedrijfsdruk van 7 bar, terwijl een optimale vacuümhandling plaatsvindt bij een gemiddelde van 4 bar. Een verlaging van 7 naar 4 bar is gunstig voor je bedrijfsresultaten en de toekomst van onze planeet. Tegelijkertijd heeft dit geen invloed op de effectiviteit van je werkzaamheden.
Om terug te komen op het voorbeeld: als je het werkstuk veilig kunt hanteren met een maximale vacuümdruk van -65 kPa, kun je de toevoerdruk nog verder verlagen, tot 0,25 MPa (2,5 bar). Dit zal je luchtverbruik terugbrengen tot 45 l/min (2.700 l/uur), wat een indrukwekkende 43% energiebesparing oplevert.
Gebruik een zuignap met grotere diameter, geen hogere toevoerdruk
Sommige engineers maken de fout om de toevoerdruk te verhogen als ze een hogere houdkracht willen bereiken. Dit leidt echter tot een hoger energieverbruik en meer kosten. In feite is het recht evenredig: een verdubbeling van de vacuümdruk zal je houdkracht én je energiekosten verdubbelen.
In plaats daarvan is het misschien mogelijk om de diameter van je vacuümzuignappen in bepaalde toepassingen te vergroten. Bij verdubbeling van de diameter van de zuignap verviervoudig je de houdkracht, terwijl je energiekosten gelijk blijven, omdat er geen verhoging van de toevoerdruk is. Het prijsverschil tussen een vacuümzuignap met een diameter van 20 mm en van 40 mm bedraagt doorgaans minder dan 5 euro.
Vacuümejectoren met energiebesparende functie
Sommige vacuümejectoren zijn uitgerust met een vacuümdrukschakelaar met energiebesparende functie die het energieverbruik tot 93% kan verminderen. Hoe werken ze? Eerst bepaal je het drukbereik waarbinnen je het werkstuk veilig kunt vasthouden, bijvoorbeeld van -65 tot -55 kPa. De integratie van een drukschakelaar met energiebesparingsfunctie dient om de luchttoevoer af te sluiten bij het bereiken van het gewenste vacuümniveau. Er wordt pas weer vacuüm gegenereerd wanneer de druk onder het onderste bereik daalt, in dit geval -55 kPa.
SMC vacuümunit – ZK2-A serie, de alles-in-één stille energiebesparende oplossing.
Neem een vacuümhandlingtoepassing met een conventionele ejector die 450 cycli per uur draait, 10 uur per dag, gedurende 250 dagen per jaar. Een dergelijk systeem verbruikt ongeveer 9.350 m3 perslucht per jaar. Het gebruik van een vacuümejector met een energiebesparingsfunctie zal het luchtverbruik echter terugdringen tot slechts 638 m3 per jaar, wat de eerder genoemde 93% besparing oplevert. De potentiële besparingen zijn hoger bij langcyclische toepassingen.
Slim beheer
Om het gebruik van een energiezuinig vacuümhandlingsysteem te maximaliseren, adviseert SMC om ‘slimme’ ejectorsystemen te gebruiken. Een ejectorbasisplaat die serieel communiceert, vereist geen afzonderlijke ingangs-/uitgangsunits om te kunnen functioneren en vermijdt complexe elektrische bedrading van ventielen en sensoren.
Seriële communicatie kan rechtstreeks op de PLC worden aangesloten. Via de PLC is het mogelijk om de drukwaarden, aanzuig- of afgifteverificatie, energiebesparingsfunctie en de ventielbeveiligingsfunctie in te stellen en te monitoren. Dit concept leidt tot een betere regeling van je toepassing, waardevollere gegevens, eenvoudige instelling en on-board productdiagnose, evenals eenvoudige monitoring.
SMC basisplaat met ventiel en ejector gecombineerd – JSY serie, regel je ventielen en ejectoren gezamenlijk.
Product rechts: SMC vacuümbasisplaat voor seriële communicatie – ZKJ serie, regel je vacuüm op afstand en efficiënt.
Technische ondersteuning
Als je ooit te maken hebt gehad met een vacuümsysteem weet je dat vacuüm onvoorspelbaar kan zijn, omdat de interactie en het gedrag tussen werkstuk en zuignap verschillen, afhankelijk van de toepassing. De enige echte manier om zeker te zijn van de resultaten is het raadplegen van een deskundige technologieleverancier zoals SMC, die testen kan uitvoeren bij de klant of in haar laboratoria in heel Europa.
Vacuüm is vaak een kwestie van ‘trial-and-error’ met betrekking tot druk, debiet, grootte van de zuignap, aantal zuignappen en nog veel meer, vooral als het gaat om werkstukken van speciale materialen. Dus waarom zou je het niet aan de experts overlaten om het uit te zoeken? Nu de energiekosten wereldwijd hoog zijn, kunnen maar weinig bedrijven het zich veroorloven om de energiebesparende mogelijkheden van een correct gespecificeerd en geconfigureerd vacuüm-handlingsysteem te negeren. Het is tijd om grip te krijgen op efficiëntie.
