Vakuumtechnik
Vacuum technology
Enddruck / End pressure
Typische Saugvermögenskurve einer Vakuumpumpe, die den Zusammen-hang
zwischen Saugvermögen und Druckniveau zeigt. Links ist der
Enddruck von 1 mbar zu erkennen, rechts stehen 1.000 mbar als Atmos-phärendruck.
/ Typical pumping speed curve of a vacuum pump, showing
the relationship between pumping speed and pressure level. The final
pressure of 1 mbar can be seen on the left and 1.000 mbar as atmosphe-ric
Factor (S.F.) angegeben. Die
tatsächliche maximale Mo-torleistung
ergibt sich aus der
Multiplikation der Motornenn-leistung
mit dem Servicefak-tor.
Sie liegt dementsprechend
höher, als der kW-Wert allein
suggeriert.
Der Service Factor (S.F.) wur-de
von der US-amerikanischen
National Electrical Manufac-turers
Association (NEMA) im
Handbuch NEMA MG1-2011
als Standard definiert. Er wird
auf dem Typenschild als Mul-tiplikator
angegeben und be-schreibt,
bis zu welchem Grad
ein Motor über die Nennleis-tung
hinaus belastet werden
kann. Dafür multipliziert man
die Nennleistung mit dem
S.F.-Wert. Eine Nennleistung
von 15,0 kW und ein S.F. von
1,25 ergibt die maximal zuläs-sige
Nennleistung 15 x 1,25 =
18,75 kW. Die tatsächliche maxi-
male Nennleistung liegt also
um 25 Prozent höher, als unter
dem Wert „Nennleistung“ zu
erkennen ist.
Auslegung der
Vakuumversorgung
Üblicherweise werden die
Vakuumpumpen vom Herstel-ler
der Verpackungsmaschine
ausgelegt, der hierfür ent-sprechende
Erfahrungswerte
heranzieht. Ihre Leistung ori-entiert
sich an der größtmög-lichen
Verpackungskapazität
in Bezug auf Produktmenge,
Kammervolumen und Taktzei-ten
der Maschine. Das wiede-rum
bedeutet, dass bei nicht
hundertprozentig genutzter
Verpackungskapazität die Va-kuumpumpe
überdimensioniert
ist und unnötige Energie ver-braucht.
Grundsätzlich ist es möglich
und oft sinnvoll, nicht nur eine
einzelne Vakuumpumpe, die
auf das maximal erforderliche
Saugvermögen ausgelegt ist,
zu installieren. Oft werden auf
A Operating and training costs
A Support from manufacturers/
suppliers
A Extensibility
A Maintenance effort including
downtime
A Resources
A Disposal
The sum of these factors results
in the life cycle costs (cost of
ownership).
Vacuum generation
In general, a vacuum is under-stood
to be a vacuum that is
lower than the prevailing
atmospheric pressure. When
referring to different levels of
negative pressure, a paradoxi-cal
peculiarity of technical ter-minology
can irritate the lay-man:
the lower the pressure,
the higher the vacuum. There
are three basic parameters for
choosing a vacuum pump. They
also apply to the assessment of
an existing installation:
A Ultimate pressure mbar
A Pumping speed m3/h
A Rated power of the motor
kW
Ultimate pressure
The final pressure is the lowest
pressure or the highest vacuum
level that the vacuum pump can
reach. When the final pressure
is reached, the suction capacity
drops to zero. The final pressure
is specified in millibar mbar.
The international SI units Pas-cal
Pa or Hectopascal hPa
have not become established
in most industrial processes
(1 mbar = 1 hPa).
Pumping speed
The nominal suction capacity of
a vacuum pump indicates how
much air or gas it can suck out
in a certain time at atmosphe-ric
pressure. Cubic meters/hour
m3/h is the usual unit for this.
With decreasing pressure, the
actual suction capacity also
decreases. The pressure curve
is represented by the so-called
suction capacity curve. It shows
the actual suction capacity in all
pressure ranges between atmos-pheric
and final pressure. In the
example of a suction capacity
curve shown, the vacuum pump
reaches only approx. 75% of
its original suction capacity at
an assumed vacuum in the pa-ckaging
of 5 mbar.
The course of this curve also
influences the evacuation time
and thus, for instance, the du-ration
of the packaging cycle
in vacuum packaging. For this
reason, when designing the va-cuum
pump, it is important to
determine exactly which size is
best suited to the application.
In this way, the desired vacu-um
is achieved as efficiently as
possible in the packaging when
packaging in a specific chamber
size and a specified cycle time.
For more information, see “De-sign
of the vacuum supply“.
Nominal motor power
The rated motor power is the
power in kilowatts kW that
is output at the motor shaft at
the rated voltage and rated cur-rent.
The rated motor power is
a maximum value which is not
always called up. The electri-cal
energy actually consumed is
calculated from the actual shaft
power output and the efficiency
of the motor.
For some manufacturers, the
rated motor power is indicated
in connection with the so-called
Service Factor (S.F.). The actual
maximum motor power is ob-tained
by multiplying the rated
motor power by the service fac-tor.
It is accordingly higher than
the kW value alone suggests.
The Service Factor (S.F.) has
been defined as a standard by
the US National Electrical Ma-nufacturers
Association (NEMA)
in the NEMA MG1-2011 manu-al.
It is shown on the nameplate
as a multiplier and describes the
degree to which a motor can be
loaded beyond its rated capacity.
This is done by multiplying the
rated power by the S.F. value.
A rated power of 15.0 kW and a
S.F. of 1.25 gives the maximum
permissible rated power 15 x
1.25 = 18.75 kW. The actual ma-
Foto: Busch Dienste
Tatsächlicher Energieverbrauch =
Erforderliche Wellenleistung
Motorwirkungsgrad bei dieser Wellenleistung
(und der gegebenen Spannung
pressure on the right.
Saugvermögen V ➮
Ansaugdruck p ➮
100 %
75 %
50 %
25 %
0 %
1 mbar 10 mbar 100 mbar 1.000 mbar
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