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选择正确的真空供给以节约能源

为了生产大篷车和房车的组件以及家具设施,木材加工公司 Holzbearbeitung Kraus GmbH 总共使用了 14 台不同的数控雕刻机。每台雕刻机配备两台旋片真空泵,这些设备每年的能耗超过 300,000 千瓦时。CEO Karl Fritz Kraus 发现这是一种不必要的能源浪费。因此,他计划寻求一种适用于夹紧应用的真空解决方案。他最终选择了 Busch 普旭的中央真空系统

Holzbearbeitung Kraus 简介

Holzbearbeitung Kraus 拥有 120 名员工,为许多大篷车和房车制造商生产组件,以及厨房的台面、洗脸盆盖板、桌面等。该公司还专注于为养老院、诊所、办公楼、银行和幼儿园生产整套家具设施。Kraus 提供从室内设计和规划到施工、制造和安装的一站式服务。

使用真空夹持数控雕刻机上的工件

在德国奥格斯堡附近的 Zusamzell 工厂,有 14 台不同的数控雕刻机正忙于生产。所有雕刻机都是通过控制台和真空组块进行夹紧(图1)。CEO Karl Fritz Kraus 认为,这些雕刻机都配备了两台干式旋片真空泵,在运行过程中,每台真空泵几乎一直在运转,即使在没有夹紧东西的时候也是如此,这是一件非常可怕的事情。每台数控雕刻机配备 2 台真空泵,双班制运行期间的平均耗电量为 3 千瓦,由此产生的能源需求每年超过 300,000 千瓦时。此外,旋片真空泵需要相当多的维护工作。例如,其中 1 台真空泵平均每两个星期就需要更换石墨叶片。这就导致了较长的停机时间和高昂成本。

高效节能的 Busch 普旭真空解决方案,为夹紧应用供应真空

为此,Karl Fritz Kraus 开始寻找一种更高效节能的解决方案来产生夹紧用的真空,这促使他在 2018 年联系了 Busch 普旭。Busch 普旭为他提供了由多台 MINK 干式爪式真空泵组成、按需驱动的中央真空供给系统。得益于级联控制,只需要维持提供夹紧所需真空的真空泵运行即可。一开始,Kraus 对这种工作方式是否能奏效持怀疑态度。团队担心,如果中央真空系统发生故障,14 台雕刻机都会受到影响, 所以他们选择了配备 3 台 MINK 干式爪式真空泵的真空供给系统,为 5 台雕刻机供应真空, 这 3 台真空泵取代了之前使用的 10 台旋片真空泵。这 3 台 MINK 干式爪式真空泵均配备了 5.5 kW 的电机, 因此,它们在满负荷输出时的总功率为 16.5 kW。与之前使用的功率为 3 kW(即总功率达 30 kW)的 10 台旋片真空泵相比,从纯数字计算的角度来看,可以节能达 45%。

由于采用了按需驱动的控制系统,3 台真空泵的运行频率并不高,这也大大节省了能源。Kraus 最初对运行可靠性的担忧很快就烟消云散了。如果 1 台真空泵因故障而停止运行,其余 2 台真空泵都能提供足够的真空供给,以维持每台数控雕刻机的真空度。他们对此心悦诚服,于是在后续两个阶段扩展了中央真空供给,将所有 14 台数控雕刻机连接起来。现在,工厂中共安装了 8 台 MINK g干式爪式真空泵, 在正常工作时,其中 4 到 6 台都保持运行状态。这意味着有足够的冗余,或者说有足够的能力来连接额外的数控雕刻机。如果我们假设 6 台 MINK 干式爪式真空泵持续运行,那么节能效果将达到 60% 以上(图 2)。
中央真空供给系统由机架组成,每个机架上有 3 台或 2 台 MINK 干式爪式真空泵(图 3)。
该真空泵被安装在生产设备中且完全封闭(图 4)。
这就尽可能地消除了热量和噪音的排放。员工们发现以前使用的旋片真空泵的噪声水平特别大。CEO Karl Fritz Kraus 确信,通过集中真空供给和使用 MINK 干式爪式真空技术,他找到了理想的解决方案。因为除了节约了大量能源外,它还降低了维护成本。新真空系统的维护工作仅限于由 Busch 普旭技术服务工程师进行年度检查和换油。这项维护工作可以在运行期间进行。由于 MINK 干式爪式真空泵使用的是 IE3 级节能电机,该公司还能得到德国联邦经济和出口管制局(BAFA)的资金支持。


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