干式真空泵用于屋面瓦生产线的黏土脱气与石膏模具排水

   2026-11-09 0
核心提示:屋面瓦生产需要经过黏土混合、真空脱气、挤出成型及压制等工序。原料内部残留的空气和气泡可能影响烧制后的产品质量,而压制过程中产生的水分也需要及时排出。德国KDW屋面瓦工厂采用Busch COBRA NX干式螺杆真空泵,为黏土脱气室和石膏模具提供真空,并通过变频控制根据工艺需求调节抽气能力,减少原有水环真空泵长期满负荷运行带来的能源消耗和维护工作。

屋面瓦的制造并不是将黏土压制成型后直接送入窑炉那么简单。原料中的水分、空气和不同矿物组分,需要在前道工序中得到适当处理。如果黏土内部残留较多气泡,后续挤出、压制和烧制过程中就可能出现材料组织不均匀、表面缺陷及开裂等问题。

对于连续生产的制瓦设备,真空系统的运行状态因此成为影响成型工艺的重要条件。它不仅需要维持适当的抽气能力,还需要适应黏土加工环境中的湿气、粉尘以及不同生产阶段的负荷变化。

德国KDW-Klinkerdachziegelwerk GmbH & Co. KG是一家生产熟料屋面瓦的企业,工厂位于德国奥斯纳布吕克附近的Natrup-Hagen。企业采用周边不同采掘地点的黏土作为原料,经混合处理、挤出及压制等工序制造屋面瓦。

2026年10月22日,真空技术制造商Busch公布了KDW的设备应用案例。该企业将COBRA NX干式螺杆真空泵投入黏土脱气系统,并保留原有水环真空泵作为备用设备。这项调整的重点,是使真空系统在满足正常生产需求的同时,减少原有液环式设备在运行和维护方面的负担。

在KDW的生产线上,原料首先通过输送带进入圆形筛式给料及混合装置。不同来源的黏土在这一阶段进行混合、加湿和均质处理,形成适合后续成型的材料。

经过前期处理的黏土随后进入双轴混合机与挤出机之间的真空脱气区域。该区域需要在规定的真空条件下排出黏土中的空气和气体,使材料在继续挤出之前获得更加均匀的内部状态。

COBRA NX在这里承担抽气任务。

真空泵通过管路连接脱气室,持续抽出相应气体,使脱气室维持工艺所需的压力条件。黏土经过该区域时,内部夹带的气体能够在低压环境下逸出,再随抽气系统排走。

这种作用与直接对黏土施加机械压力不同。机械混合和挤出装置负责物料输送与成型,真空泵则为脱气工序建立必要的压力环境。只有各部分的处理能力和运行状态相互匹配,才能使黏土按照生产要求连续通过设备。

KDW采用的COBRA NX属于干式螺杆真空泵。与水环真空泵依靠工作液形成密封和压缩空间的结构不同,干式螺杆真空泵利用两根相互配合的螺杆转子完成气体输送和压缩。

在典型的干式螺杆泵结构中,两根转子在泵腔内按规定间隙运行,彼此之间不发生直接接触,压缩腔内也不需要使用液体作为工作介质。这减少了对水环式工作液的依赖,并使泵能够通过相应的机械结构持续抽取工艺气体。

但这里的“干式”有明确的技术含义。

它指的是泵的气体压缩腔不依靠油液或其他工作液完成压缩过程,并不意味着整台设备没有轴承润滑、冷却系统或其他辅助维护需求。实际润滑和冷却方式仍应依据所选产品的技术文件确定。

KDW的生产环境对真空泵提出了额外要求。

黏土加工过程中可能产生粉尘,脱气系统抽取的气体中也可能含有水蒸气。如果这些污染物没有经过适当处理,就可能影响真空泵内部的运行状态。尤其对于长期连续工作的设备,进口过滤和气体处理条件直接关系到维护周期。

Busch为KDW配置的完整脱气系统包括COBRA NX真空泵、立式过滤器、进口过滤器、控制柜以及冷却水循环装置。

其中,立式过滤器布置在真空泵上游,承担粉尘及颗粒分离任务。制造商资料确认,这一结构既减少了设备安装空间,也为真空泵提供了必要的污染防护。

因此,不能把COBRA NX在黏土工厂中的使用理解为允许任意数量的湿黏土、粉尘或液体直接进入泵腔。它所适应的实际工况,是在相应过滤、防腐和冷却配置下形成的完整真空系统。

COBRA NX系列采用针对工业应用设计的螺杆结构,具有相应的耐湿气能力,并提供防腐处理及冷却配置。对于KDW这样的黏土脱气工况,耐湿气能力和上游过滤设备共同影响系统的运行可靠性。

除了挤出前的黏土脱气,这套真空系统还参与另一道工序:屋面瓦压制过程中的模具排水。

完成脱气的黏土经过挤出后,被切割成相应的坯料,再通过四条并行输送线送往转盘式压机。压机利用石膏模具将坯料压制成需要的屋面瓦形状。

在压制过程中,黏土中的部分水分会被挤出。KDW利用真空作用,通过石膏模具的相应排水路径抽走这些水分,从而减少成型表面出现水痕和其他不良现象的可能性。

这意味着COBRA NX并不是只为一个封闭容器抽气,而是参与了屋面瓦生产中两处不同的真空需求:一处是挤出前的原料脱气,另一处是压制阶段的模具排水。

虽然两处工艺都需要真空,但其运行条件并不完全相同。

黏土脱气主要关注材料内部气体能否得到有效排出;模具排水则需要考虑压制过程、模具结构以及水分排出条件。因此,真空系统的设计必须结合相应工艺阶段确定,不能只根据真空泵的最大抽气速度判断是否满足要求。

KDW项目在能源管理方面采用了变频调节方式。

官方案例确认,现场使用的COBRA NX配置了变频驱动装置,可根据实际真空需求调整电机转速,并维持设定的真空水平。

当生产过程中需要抽取的气体量下降时,控制系统能够适当降低真空泵转速,而不必始终按照最大运行能力工作。

例如,当进入脱气区域的黏土含水状态发生变化,脱气室需要处理的气体负荷也可能有所不同。通过压力反馈与变频调节,可以在满足工艺要求的前提下减少不必要的高速运行。

这种运行方式与原有水环真空泵的工作条件形成了区别。

根据Busch公开资料,KDW此前使用的水环真空泵在生产期间持续以较高功率运行。采用带变频调节的COBRA NX之后,工厂能够根据实际需求改变真空泵运行状态。

制造商在案例中提出,这类改造可实现最高约50%的能源节约。不过,这一数值受原系统状态、实际负荷、控制方式及运行时间等条件影响,不能将其直接认定为所有干式真空泵替换项目都能达到的节能水平。

KDW最初计划将COBRA NX作为水环真空泵的备用设备。

但在实际测试过程中,企业发现新泵在维护需求和运行控制方面符合生产要求,随后决定让COBRA NX承担主要脱气工作,并将原有水环真空泵保留为备用。

这样的安排也体现了连续生产企业在设备改造时需要考虑的一个问题:新设备不仅要在技术上能够完成原有任务,还必须考虑停机风险、备件供应以及出现异常时的生产恢复方式。

对于制瓦生产线,真空系统故障可能影响的不只是单台真空泵,而是后续挤出、压制及烧制工序的正常衔接。因此,保留适当的备用能力,有利于在设备维护或故障排查期间降低生产中断风险。

在日常维护方面,KDW的运行人员主要关注过滤器状态和真空泵的定期保养。

Busch公布的项目反馈显示,企业目前按照约每年一次的安排对COBRA NX进行常规维护,并根据实际需要更换过滤器。现场设备还能够提供相应的过滤器维护提示。

这一维护周期属于KDW在特定设备和工况下的实际经验,不是对所有COBRA NX型号的统一保养要求。对于粉尘负荷较大、湿气条件不同或运行时间更长的现场,维护频次仍需要根据制造商规定和实际设备状态确定。

如果制瓦设备出现真空不足的问题,维修人员也不应直接认定真空泵本体已经损坏。

检查应从脱气室密封、连接管路、过滤器压差、阀门状态和泵运行情况等方面展开。对于带变频控制的系统,还需要确认压力反馈是否正常,以及真空泵是否按照设定条件调整运行速度。

冷却水循环装置同样是系统运行的重要部分。若冷却条件不符合要求,可能影响真空泵工作温度,进而影响设备运行。因此,对干式螺杆真空泵的维护,需要覆盖真空、过滤、驱动和冷却等多个环节。

KDW的改造案例说明,干式真空泵在陶瓷建材生产中的作用不仅是提供抽气能力,还包括适应湿气和粉尘环境、根据工艺负荷调整运行,以及与过滤和控制系统共同组成稳定的真空供应单元。

对于需要黏土脱气和模具排水的屋面瓦生产线,COBRA NX提供了一种不同于传统水环真空泵的技术方案。它能否取得预期的运行效果,最终仍取决于所需真空水平、抽气负荷、污染物处理、冷却条件及设备维护方式,而不是单独依靠干式螺杆结构这一产品特点。


 
 
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