Eżektor czy pompa próżniowa? Co wybrać?

Próżnia jest wykorzystywana w automatyce do transportu, pozycjonowania i manipulowania detalami. Stosują ją między innymi chwytaki robotów, systemy Pick&Place, podajniki oraz urządzenia do przenoszenia opakowań.

Do jej wytworzenia można wykorzystać eżektor pneumatyczny albo pompę próżniową. Oba rozwiązania spełniają podobną funkcję, ale różnią się sposobem działania, zużyciem energii i wymaganiami instalacji.

Jak działa eżektor?

Eżektor wykorzystuje sprężone powietrze do wytworzenia podciśnienia. Powietrze przepływa przez specjalnie ukształtowaną dyszę, powodując zasysanie powietrza z obwodu próżniowego.

Największą zaletą takiego rozwiązania jest prosta konstrukcja i niewielkie wymiary. Eżektor może być zamontowany bezpośrednio przy chwytaku, dzięki czemu droga między generatorem próżni a przyssawką jest bardzo krótka.

Ma to znaczenie szczególnie w szybkich aplikacjach robotycznych.

Jak działa pompa próżniowa?

Pompa próżniowa mechanicznie usuwa powietrze z układu, wytwarzając wymagane podciśnienie. W zależności od konstrukcji może pracować jako niezależne źródło próżni dla jednego lub wielu odbiorników.

Pompa może być korzystniejsza w instalacjach, w których próżnia jest potrzebna przez długi czas albo obsługuje wiele punktów jednocześnie.

Jej działanie nie wymaga przy tym stałego zużywania sprężonego powietrza.

Eżektor – kiedy sprawdzi się najlepiej?

Eżektor jest szczególnie interesujący w aplikacjach, w których liczą się:

• małe wymiary,
• niska masa,
• szybkie osiąganie podciśnienia,
• montaż bezpośrednio przy chwytaku,
• prosta konstrukcja,
• możliwość niezależnego sterowania kilkoma obwodami próżni.

Dlatego eżektory często spotykamy w automatyce robotycznej, zwłaszcza przy chwytaniu detali za pomocą przyssawek.

Jeżeli robot wykonuje szybkie cykle Pick&Place, lokalne wytwarzanie próżni może ograniczyć objętość przewodów i skrócić czas potrzebny na osiągnięcie wymaganego podciśnienia.

Pompa próżniowa – kiedy będzie lepsza?

Pompa może być korzystniejsza, gdy system wymaga ciągłej pracy albo duża ilość powietrza musi być odpompowywana przez dłuższy czas.

Przykładem może być instalacja, w której wiele stanowisk korzysta ze wspólnego źródła próżni.

Pompa sprawdzi się również wtedy, gdy zakład nie chce wykorzystywać sprężonego powietrza do generowania próżni. Jest to istotne, ponieważ produkcja sprężonego powietrza jest energochłonna.

Najważniejsza różnica: energia

Przy wyborze generatora próżni warto patrzeć nie tylko na cenę urządzenia, ale również na koszt jego eksploatacji.

Eżektor wykorzystuje sprężone powietrze. Oznacza to, że jego rzeczywisty koszt pracy zależy również od sprawności całego systemu sprężonego powietrza.

Pompa pobiera energię elektryczną bezpośrednio.

W aplikacji pracującej przez kilka sekund w każdym cyklu eżektor może być bardzo dobrym rozwiązaniem. Przy ciągłym zapotrzebowaniu na próżnię bilans energetyczny może jednak przemawiać za pompą.

Nie zawsze potrzebujesz maksymalnej próżni

Częstym błędem jest dobieranie generatora wyłącznie na podstawie maksymalnej wartości podciśnienia.

W praktyce równie ważna jest wydajność zasysania, czyli ilość powietrza, którą urządzenie jest w stanie odprowadzić w jednostce czasu.

Ma to ogromne znaczenie przy materiałach porowatych, kartonach, drewnie czy elementach o nierównej powierzchni. Przyssawka może wtedy nie zapewniać idealnej szczelności, a układ musi stale kompensować napływ powietrza.

Dlatego przed doborem generatora trzeba znać nie tylko wymagane podciśnienie, ale również charakterystykę detalu.

Co z wielkością przyssawki?

Generator próżni należy również dopasować do powierzchni i liczby przyssawek.

Większa przyssawka może zapewnić większą siłę chwytania, ale jednocześnie wymaga większej ilości powietrza do jej opróżnienia.

Podobnie zwiększenie liczby przyssawek wpływa na objętość układu oraz zapotrzebowanie na przepływ.

W aplikacjach robotycznych trzeba więc analizować cały układ:

generator próżni → przewody → zawory → przyssawki → detal.

Eżektor czy pompa – co wybrać?

Eżektor będzie dobrym wyborem, gdy potrzebujemy kompaktowego i szybkiego źródła próżni, szczególnie montowanego bezpośrednio przy chwytaku.

Pompa próżniowa może być korzystniejsza przy długotrwałej pracy, większym zapotrzebowaniu na próżnię oraz instalacjach obsługujących wiele odbiorników.

Nie istnieje więc uniwersalna odpowiedź, że jedno rozwiązanie jest zawsze lepsze.

Przykład: robot Pick&Place

Załóżmy, że robot przemysłowy pobiera kartonowe opakowania z przenośnika. Cykl trwa kilka sekund, a chwytak ma cztery przyssawki.

W takiej aplikacji eżektor zamontowany blisko chwytaka może zapewnić bardzo szybkie osiąganie próżni i ograniczyć długość przewodów.

Jeżeli jednak kilka robotów pracuje równocześnie i wszystkie potrzebują próżni przez znaczną część cyklu, warto przeanalizować centralny system z pompą.

O wyborze powinno więc decydować rzeczywiste zapotrzebowanie procesu, a nie sama technologia generatora.

Na co zwrócić uwagę przy doborze?

Przed wyborem generatora próżni warto określić:

• wymagane podciśnienie,
• wymagany przepływ powietrza,
• czas osiągania próżni,
• czas utrzymywania podciśnienia,
• liczbę przyssawek,
• rodzaj i porowatość detalu,
• długość przewodów,
• liczbę odbiorników,
• dostępność sprężonego powietrza,
• koszt energii,
• wymagania dotyczące hałasu i obsługi.

Dopiero na tej podstawie można określić, czy korzystniejszy będzie eżektor, czy pompa.

FAQ

Czy eżektor zawsze zużywa więcej energii niż pompa?

Nie można tego ocenić bez znajomości konkretnej aplikacji. Eżektor wykorzystuje sprężone powietrze, a pompa energię elektryczną. Przy krótkich cyklach pracy eżektor może być bardzo efektywnym rozwiązaniem, natomiast przy ciągłym zapotrzebowaniu warto dokładnie policzyć koszty.

Czy eżektor można zamontować bezpośrednio na chwytaku?

Tak. Jest to jedna z jego istotnych zalet. Krótka droga pomiędzy generatorem próżni a przyssawką może poprawić dynamikę układu.

Czy większe podciśnienie zawsze oznacza lepszy chwyt?

Nie. O bezpieczeństwie chwytu decydują również powierzchnia przyssawki, szczelność, materiał detalu, kierunek siły oraz przyspieszenia podczas ruchu robota.

Co jest ważniejsze: podciśnienie czy przepływ?

Oba parametry są istotne. Maksymalne podciśnienie mówi, jakie podciśnienie można osiągnąć, natomiast przepływ ma szczególne znaczenie przy nieszczelnościach i materiałach porowatych.

Podsumowanie

Eżektor czy pompa próżniowa? Wybór powinien wynikać z charakterystyki aplikacji.

Eżektor dobrze sprawdza się w szybkich, kompaktowych układach, szczególnie przy chwytakach robotów. Pompa może być lepszym rozwiązaniem dla instalacji wymagających długiej lub ciągłej pracy oraz obsługi wielu odbiorników.

Najważniejsze jest prawidłowe określenie zapotrzebowania na podciśnienie i przepływ. Dopiero wtedy można dobrać rozwiązanie, które zapewni odpowiednią wydajność bez niepotrzebnych kosztów eksploatacji.