Download het artikel in 
ENGINEERINGNET - Projectadviseur Ron Stoltenborg laat u delen in de ervaring die hij 'in the field' opdeed. Mét de voor- en nadelen van alle pomptypes.
Hij breekt bovendien een lans voor toerentalregelingen én centrale pompopstellingen.
Blaaslucht en vacuüm tot een capaciteit van 1.000 m³ per uur kunnen worden opgewekt met behulp van perslucht- en elektrisch aangedreven pompen.
Over het eerste type kunnen we kort zijn: ze zijn compact, maken vaak nauwelijks geluid, worden gevoed met kleine diameter persluchtslang en zijn vooral geschikt voor kleinere volumes tot circa 50 l/min. ofwel 3 m³/uur.
De nadelen zijn evident. Vaak wordt gesteld deze types - in tegenstelling tot elektrisch gedreven pompen - kunnen schakelen. Maar opgelet: de voedende persluchtcompressor schakelt niet mee!
Perslucht is nu eenmaal een bekend energie-onvriendelijk medium. Vanuit datzelfde standpunt dienen we te kijken naar tot blaaslucht gereduceerde perslucht; omdat de druk eerst naar zo'n 8 bar(o) is gecomprimeerd, zijn de energiekosten daarvan aanzienlijk.
Elektrisch gedreven pompen zijn onder te verdelen in verschillende types. Zo zijn er de klauwen-, schotten-, schroef-, scroll-, vloeistofring- en zijkanaalpompen. Alle types zijn zowel geschikt voor blaaslucht of vacuüm en soms zelfs voor gelijktijdig blaaslucht en vacuüm.
Klauwenpompen
zijn zo goed als onderhoudsvrij. Indien er na een aantal jaren een revisie nodig is, kan dit in het algemeen alleen in de leverancierswerkplaats.
Olie dient jaarlijks gecontroleerd, bijgevuld of gewisseld te worden, filters gereinigd of vervangen. Klauwenpompen kennen drukken tot 2 bar(o) en vacua tot 20 mbar(a). De inzetmogelijkheden zijn ongelimiteerd.
Schottenpompen
kennen we in de olievrije- en oliegeïnjecteerde uitvoering. Oliegeïnjecteerd zijn geschikt waar een dieper vacuüm (<100 mbar(a)) nodig is, zoals in de voedingsmiddelverpakkingsindustri.Denk aan de honderdduizenden kunststof verpakkingen die dagelijks met behulp van vacuümtechniek worden gevormd en met schermgas worden gevuld ter behoud van het product.
Waar met een lager vacuüm kan worden volstaan, is het dringend aan te bevelen te kiezen voor het olievrije principe: géén olie-uitstoot, geen olie bijvullen en uiteraard nooit de kans op 'drooglopen'.
Olievrije pompen hebben de mogelijkheid tot overdrukken >1,5 bar, absolute vacua tot 50 mbar en - in de gecombineerde uitvoeringen - 600 mbar(o) èn 400 mbar(a). Grootafnemers hiervan zijn de CNC-houtbewerkings-, elektronica-, grafische en ook de verpakkingsindustrie, maar bijvoorbeeld ook de medische, laser- en milieutechnologie kennen vele toepassingen.
Denk daarnaast ook aan de agrarische sector (gierwagens), de staalindustrie (lasersnijden), de milieusector (bodemreiniging) en zelfs de wellnessbranche (bubbelbaden).
Inmiddels zijn vrijwel alle pompen opgesteld in ruimtes waar ook mensen werken olievrij. Capaciteiten lopen van enkele m³/uur tot meer dan 600 m³/uur.
Olievrije pompen zijn, tot in lengten van jaren, door de gebruiker zelf eenvoudig (en dus kostgunstig) te onderhouden. Uiteraard is het ook hier van belang de pompen geregeld te reinigen en de filterpatronen te wisselen.
Schroefpompen
- inzetbaar voor over- en onderdruk -
zijn relatief nieuw. Door hoge toerentallen zijn ze vaak standaard voorzien van geluiddempende omkappingen. Ook hier geldt zo goed als onderhoudsvrij; lagerstandtijden van honderdduizend bedrijfs-uren zijn geen uitzondering.
Alleen de lagers worden gekoeld en gesmeerd met behulp van olie. Toepassingen zijn de fabricage van blisterverpakkingen en opnieuw de voedingsmiddelenverpakking.
Scrollpompen
zijn olie- en zo goed als onderhoudsvrij en de vacuümpompen kenmerken zich door een uiterst laag geluidsniveau. Door hun relatief hoog vacuüm (0,01 mbar(a)) en gering volume kennen ze een beperkt inzetbereik.
Vloeistofringpompen
worden steeds minder ingezet. Het toepassen van een vloeistof voor afdichting en koeling vraagt een eigen terugkoel-optie voor hergebruik, met alle extra kosten van dien.
Het lozen van dat koelwater wordt al jaren als milieu-onaanvaardbaar beschouwd. Vacua van 100 mbar(a) zijn haalbaar en de capaciteiten lopen van een kleine 100 m³/uur tot ruim meer dan 1.000 m³/uur.
Voordeel van dit soort pompen is dat er ook agressieve gassen kunnen worden verpompt.
Zijkanaalpompen
zijn volkomen olievrij. Door lucht snelheid te geven, wordt een overdruk, onderdruk of beide gelijktijdig gecreëerd. Het onderhoud beperkt zich - indien al mogelijk - tot het nasmeren van de lagers.
Standtijden van honderdduizenden uren zijn ook hier bekend. Het toepassen van druk- of vacuümbeveiligingsventielen is bij dit type pompen van extra belang.
Capaciteiten van zo'n 40 m³/uur tot ruim meer dan 1.000 m³/uur. Blaaslucht- en vacuümdrukken, ook door meertraps-uitvoering, tot 650 mbar(o), respectievelijk 450 mbar(a).
Vermijd overdimensionering
Ondanks het feit dat de uitvinding van het vacuüm al dateert van begin 17e eeuw (Evangelista Torricelli, Otto von Güricke en de Maagdenburger halve bollen, kent u ze nog?) staan de nieuwe ontwikkelingen niet stil.
Een technisch hoogstandje is de geïntegreerde frequentieregeling, een enorme stap voorwaarts ten opzichte van de 'domme' pompen van jaren geleden. Deze laatste leveren namelijk een vaste hoeveelheid lucht en/of (onder)druk, ongeacht de vraag van de ermee verbonden machine of gebruiker.
Daarom is er in dit geval altijd sprake van overdimensionering. Een voorbeeld: een 100 m³/uur-pomp heeft onder normale omstandigheden ruim voldoende aan een 2,4 kW-motor.
Om wereldwijd en onder alle omstandigheden ingezet te kunnen worden, wordt vaak een 3 kW-motor gemonteerd. Een machinefabrikant deed nog eens iets vergelijkbaars door een 100 m³/uur-pomp te specificeren waar een 70 m³'er voldoende zou kunnen zijn.
Het gevolg is een onnodig 'zware' en dure pomp. Het energiezuinige alternatief: door het inzetten van een geïntegreerde frequentieregeling met drukopnemer produceert de pomp 'geen druppel' méér lucht of druk dan de machine of gebruiker op elk willekeurig moment vraagt. Een duidelijk voorbeeld hoe er nog op energiegebruik kan worden bespaard.
Overweeg een centrale opstelling
Daar waar een veelvoud van verbruikers binnen een productie staan opgesteld met daaraan elk een eigen pomp, is het aan te bevelen een centrale opstelling te overwegen.
Zo'n centrale voorziening heeft als voordeel dat het geluid en de warmteontwikkeling uit de productie worden weggenomen én dat de fysieke ruimte van de pomp vrij komt voor andere toepassingen. De warmte uit de pompenkamer kan worden hergebruikt.
Zoals hierboven verklaard, is haast elke pomp ten opzichte van zijn gebruiker overgedimensioneerd. Er zijn voorbeelden bekend waar een centrale voorziening, bestaande uit pompen met een totaalopbrengst van 3.000 m³/uur, een optelsom van meer dan 4.000 m³/uur aan bestaande pompcapaciteit wist te vervangen.
Daarnaast heeft zo'n centrale duidelijke voordelen op het vlak van energiebesparing en onderhoudskosten.
Cruciaal daarbij is dat er gebruik gemaakt wordt van intelligente pompsystemen die door elektronica worden geregeld. Dus ook hier toepassingen van frequentieregelingen in combinatie met softstarters. Energiebesparingen ten opzichte van de oude situatie van meer dan 40% zijn geen uitzondering.
De pompenkamer (er wordt altijd gekozen voor een aantal blaaslucht- en vacuümpompen met reserve) wordt middels ringleidingen verbonden met de gebruikers.
De machine-aansluitingen zijn samengesteld uit aanzuigfilters, regelventielen en elektrische magneetventielen. Ook hier wordt, na juiste instelling, enorm aan verbruik bespaard. Door te kiezen voor een ruim bemeten leidingnet - met daardoor een groot (schakel)volume - wordt voorkomen dat er onnodige drukschommelingen ontstaan.
Mijn ervaring leert dat technici vaak slechts een halve dag per jaar nodig hebben om het onderhoud van een centrale pompopstelling uit te voeren.
Bovendien kunnen ze 'ongemerkt' en zonder enig productieverlies hun gang gaan, omdat er in reserve werd voorzien.
(foto's: Becker)
door Ron Stoltenborg, projectadviseur, Becker Druk- en Vacuümpompen
Over de auteur
Ron Stoltenborg had van 2001 tot 2013 de operationele leiding van Becker Druk- en Vacuümpompen BV. Hij treedt thans op als projectadviseur.
Kadertekst:
Enkele adviezen
• kies bij drukken <2 bar(o) altijd voor blaaslucht in plaats van perslucht
• kies voor het juiste pompprincipe/pomptype
• kies voor een pompcapaciteit zo dicht mogelijk bij het verbruik
• kies voor frequentieregeling bij wisselende gebruiken
• kies voor een centrale voorziening bij grotere pompaantallen
• kies bij onderhoud altijd voor toepassing van originele delen
• kies voor een betrouwbare fabrikant/leverancier die bereid is u te beraden en u desgewenst een proefpomp ter beschikking te stellen!
