Вакуум в производстве стеклянной тары

На протяжении веков стекольная промышленность полагалась на сжатый воздух для придания расплавленному стеклу нужной формы. И хотя этот метод годами подтверждал свою эффективность, сегодня он претерпевает значительные изменения благодаря внедрению вакуумных технологий.

Сегодня вакуум — не просто дополнение, а ключевой элемент в производстве тарного стекла (бутылок, посуды и предметов декора), позволяющий:

• ускорить процессы формования;
• повысить качество готовой продукции;
• снизить вес изделий;
• оптимизировать потребление сжатого воздуха.

На современных высокоскоростных линиях используются выдувные машины с индивидуальными секциями. В каждую секцию подаётся «пулька» — заготовка из расплавленного стекла.

Традиционно для придания заготовке нужной формы применялся сжатый воздух. Однако в современных технологиях процесс часто разбивается на два этапа:

1. Предварительное формование — заготовка выдувается или штампуется до промежуточной формы;
2. Финальное формование — деталь помещается в окончательную форму, где вакуум обеспечивает более точное и быстрое формирование изделия.

Формы обычно состоят из двух половин, которые смыкаются вокруг заготовки. После этого воздух откачивается, образуя вакуум между формой и стеклом. Это облегчает последующую продувку и обеспечивает равномерное распределение материала.

Для создания вакуума в формах предусмотрены отверстия диаметром около 0,4 мм и специальные «дорожки». Постоянная откачка воздуха обеспечивает непрерывный производственный цикл. Кроме того, вакуумная система помогает равномерно распределять смазку, наносимую перед каждым циклом.

Уровень вакуума в основной линии поддерживается в диапазоне 150–300 мбар, в зависимости от типа продукции и производителя.

Каждая производственная линия состоит из 6–12 секций, и для каждой требуется быстрота откачки 100–250 м³/ч. В сумме стандартная машина требует 600–1500 м³/ч, а крупные установки — до 3000–4000 м³/ч.

Такая нагрузка требует надёжного и энергоэффективного решения — централизованной вакуумной системы. Её преимущества:

• энергоэффективность;
• снижение эксплуатационных и капитальных затрат;
• возможность резервирования.

Многие предприятия до сих пор используют устаревшие пластинчато-роторные или жидкостно-кольцевые насосы, но всё чаще внедряются винтовые маслосмазываемые насосы.

Преимущества винтовых насосов:

• высокий КПД — благодаря современному профилю роторов;
• частотное регулирование — поддерживает стабильный уровень вакуума;
• простота эксплуатации — «подключи и работай»: встроенное управление на ПЛК, не требуется фундамент, низкий уровень шума благодаря шумозащитному кожуху.

Серия ERSTVAK EUREKA разработана специально для централизованного снабжения вакуумом больших производств, в том числе стекольных. Модельный ряд представлен машинами с быстротой действия в диапазоне от 429 до 6 181 м³/ч, а также рабочим давлением от 30 до 500 мбар (абс.).

Ранее были рассмотрены преимущества централизованных вакуумных систем в производстве стеклянной тары. В данном же разделе подробно разберём рекомендации по эксплуатации установок в тяжёлых условиях и дадим советы по компоновке, обслуживанию и техническим аспектам, которые помогут обеспечить надёжную и долговременную работу вакуумного оборудования.

Важным элементом корректной компоновки вакуумной системы является сведение к минимуму переноса масляного тумана в потоке откачиваемого газа, так как попадание масла из пресс-форм в вакуумный насос может привести к снижению рабочих характеристик насоса и даже выходу из строя вакуумного насоса.

Снижение скорости потока газа ниже максимально допустимого значения уменьшит инерцию капель масла и приведёт к их отделению от откачиваемой смеси. Для этого рекомендуется подключить к вакуумной линии маслосепаратор соответствующего размера.

Увеличение условного проходного диаметра в ёмкости относительно трубопровода способствует снижению скорости потока, поэтому капли размером более 400 мкм будут оседать на дне сепаратора.

Значение максимально допустимой скорости потока зависит от плотности газа и жидкости. Для капель масла в вакуумном потоке это значение составляет около 2 м/с.

Фильтр способен собирать весь остаточный масляный туман до того, как он попадёт в насос, что важно для увеличения интервалов технического обслуживания насоса.

Поскольку масло является жидкостью и не испаряется, его следует собирать перед всасывающим патрубком насоса. По этой причине фильтр следует расположить так, как показано на рисунке, — сбоку от вакуумного насоса.

Запорные клапаны и байпасная линия нужны для организации обслуживания и очистки фильтра. Это помогает поддерживать работу вакуумного насоса в рабочем состоянии, так как кратковременная работа без фильтрации не вредит насосу.

Фильтр следует выбирать, исходя из максимального расхода через насос при давлении 200 мбар (абс.), а также после проверки реальных условий эксплуатации и установки, поскольку на некоторых производствах наблюдается высокий уровень загрязнения из-за длительного срока эксплуатации секционной выдувной машины или типа используемого масла.

Рекомендуем устанавливать сетчатый каплеуловитель в установках с высокой степенью загрязнения маслом (длительный срок эксплуатации выдувных машин, плохая предварительная фильтрация).

Дренаж необходим для удаления накопившегося масла из фильтра.

Система слива может быть не автоматической, так как масло накапливается очень медленно и допускается еженедельный слив. Изоляция сборного резервуара от фильтра позволяет производить слив без остановки насоса.

Не рекомендуется использовать автоматические системы отвода конденсата, предназначенные для отвода воды в системах сжатого воздуха.

Важность соединения трубопроводов между собой

Вакуумная линия, соединяющая производственное оборудование, обладает тенденцией к накоплению масла на дне трубопровода из-за гравитационного стекания. В связи с этим необходимо избегать проектирования трубопроводов, которые способствуют возврату масла в вакуумную систему, так как это может ускорить транспортировку капель масла и способствовать более интенсивному распространению масляного аэрозоля.

Наиболее эффективным решением является подключение патрубков вакуумного насоса в верхней части трубопровода, что минимизирует возможность возврата масла в систему.

Масло, постепенно собирающееся в коллекторе, требует периодического удаления. Для этого рекомендуется применять конструкцию с дренажным устройством, оснащённым двумя запорными клапанами, обеспечивающими безопасный и удобный слив накопленного масла.

Правильно подобранное оборудование и грамотная компоновка системы:

• обеспечивают высокое качество продукции;
• снижают эксплуатационные затраты;
• повышают надёжность и энергоэффективность производства.

Внедрение централизованных вакуумных систем с современными винтовыми насосами повышает устойчивость предприятий к внешним факторам и укрепляет конкурентоспособность стекольной промышленности.