Steffen Hartmann Recyclingtechnologien——真空蒸发器
在沸腾室中，受污染的介质在约40°C左右的真空条件下蒸发，从而分离成清洁的蒸馏物和浓缩物。LMT 传感器可在不同高度下监测沸腾室内的液位。
利用IO-Link进行高效的工业水处理
真空蒸发是一种适合处理冷却液等工业废水的方法。真空蒸发器可将水从污染物中分离并进行处理，以便重复利用。智能传感器可确保低维护需求且高性价比的运行。
在许多工业过程中，都会对液体进行处理后重复利用，从而减少碳足迹并降低处置成本。机床中使用的冷却乳化液就是一个常见的例子。除了机械清洁外，还必须将废油与水进行分离。
Steffen Hartmann Recyclingtechnologien GmbH位于德国哈尔茨地区塔勒镇，专门开发和制造废水处理设备，包括真空蒸发器。
董事总经理Sascha Holthusen解释道：“我们的真空蒸发器专为处理这类工业废水而开发。它们可将使用过的冷却乳化液分离成少量的浓缩物和清洁的蒸馏物，即纯水，然后将该纯水用于其他工艺或排入下水道，以免产生昂贵的排放成本。”
真空处理
真空蒸发器的工作原理包括在煮沸室中将受污染的介质“煮沸”。与厨房中的炉灶类似，真空蒸发器从容器的下方加热，以产生清洁的水蒸汽，然后水蒸气在煮沸室冷凝后排出，而污染的浓缩物则保留在容器底部。
为什么该过程要在真空下进行呢？Sascha Holthusen对此解释道：“在真空条件下，水的沸点更低，在本项目中只有40°C。在该温度下，我们可以蒸发更具腐蚀性的介质，例如酸或碱，而不会像在高温条件下那样会造成不锈钢壁的损坏。而且，某些物质在这种相对低的温度下仍保持浓缩状态而不会分离。真空蒸发的另一大优点是所需的加热能量更少。为此，我们可以使用更高效的制冷压缩机。它的工作原理类似于热泵，能效要比直接电加热等方法更高。同样的制冷剂允许水蒸气冷凝。另外，我们也可以使用来自客户现有工艺的余热，然后通过热交换器将其输送到真空蒸发器中。”
图1：LDL101电导率传感器监测蒸馏物的纯度。
图2：专为检测侵蚀性超纯水而设计SU流量传感器在检测蒸馏物流量。
图3：所有传感器都通过IO-Link连接。这可减少安装时间、方便参数设置并实现直达传感器层级的远程诊断。
Steffen Hartmann Recyclingtechnologien的真空蒸发器
过程参数概览
作为过程监测的一部分，需要对压力和温度等关键参数进行监测。ifm传感器可持续监测这些参数以优化蒸发过程的管理。它们可以同时控制热量供应和真空泵。
另一大关键因素是煮沸室的液位，它由安装在储罐壁不同高度下的LMT液位传感器进行精确监测。一旦上部液位传感器有反应，介质供应就会停止；同样，一旦液位降至下部液位传感器，介质供应就会恢复。
在真空泵的冷却液供应储罐中还额外安装了LMT传感器，用于在三个不同位置进行液位监测。蒸馏物收集罐中则安装了另一个LMT传感器。一旦达到最大容量，传感器就会提供开关量信号，使蒸馏物排出。
LMT液位传感器 的一大特点是其卫生设计。该传感器采用高质量PEEK和不锈钢（316L / 1.4404）外壳材料，对腐蚀性介质具有很强的耐受性。泡沫和其他可能的沉积物会被自动抑制而不会影响传感器性能，从而确保持续且可靠的液位检测。
水质测量
持续的水质监测非常重要，尤其是需要确保蒸馏物纯度的情况下。为此使用了 LDL101 电导率传感。其测量值确保了整个蒸发过程及其产生的纯水质量。
SU Puresonic超声波流量计 专为纯水和超纯水等应用进行优化设计，可精确确定蒸馏物的量。其测量管无任何组件，且由高级不锈钢制成，对腐蚀性介质具有出色的耐受性。需注意的是，所谓的“纯”水或蒸馏水尽管听起来无害，但其实可能对金属材料具有侵蚀性，需要采用特殊的不锈钢合金。有意思的是，该传感器通常用在塑料管中，因为塑料管不受纯水影响。
通过监测防止泵损坏
该系统的核心装置是真空泵。若其冷却不充分或真空度过高，则叶轮就可能会产生不利的气蚀问题，导致结构损坏。气蚀会造成异常振动。真空泵外壳上安装的振动传感器可以检测任何异常振动模式，并将其发送给控制器。然后，泄压阀会自动打开，并供应二次空气，使泵恢复正常运行。通过这种方式，可有效防止昂贵的泵发生损坏。
利用IO-Link进行数字化
所有使用的传感器都支持IO-Link技术，因此可在简单的传输测量值或开关量信号之外，提供真正的附加值：IO-Link使得用户可以远程访问传感器、读取数据和诊断值并以不同的方法配置设备。
Sascha Holthusen这样解释IO-Link的使用：“如果客户的系统有问题，我们可以通过VPN进行远程连接。过去，没有IO-Link的时候，我们只能连接到PLC，而无法连接到传感器层级。有了IO-Link，我们现在可以看到整个系统直至每个传感器的状态。我们可以看到传感器是否提供了测量值，或PLC的IO卡或布线是否出现错误。我们也可以读取传感器的诊断值，并在必要时对其参数进行远程调整。如果客户更换了传感器，我们可以对其进行远程配置。因此，在远程维护方面，IO-Link为我们及客户带来了巨大优势。另一大优势是传感器测量值的量程可以调整，我们可通过IO-Link对其进行配置。例如，假设我们使用量程为-1到10bar的压力传感器，我们可以将其调整为全分辨率的-1到1bar。带模拟量电流输出的传统传感器则无法实现这种调整。此外，IO-Link传感器可以发送多个测量值。例如，流量计和压力传感器也可通过IO-Link提供温度值，这可减少所需的传感器和安装点数量。”
IO-Link助力节省成本
IO-Link传感器与分布式的 IO-Link主站模块相连，后者通过PROFINET等现场总线与PLC通信。这种布线方式在安装期间具有多种优势。对此，Sascha Holthusen解释道：
“尤其对于需要拆卸运输的大型系统而言，这种布线的优势非常明显。在客户现场负责重新装配系统的机械工只需连接插头即可。我们不需要电工来重新接线或将其铺设至控制柜。在如今技术工人相对稀缺的年代，减少现场操作所需的时间具有相当大的降本潜力。另一大优势是系统设置期间的I/O检查可以更快地完成，因为不会有布线错误或端子问题。尽管IO-Link的初始成本可能比传统布线更高，但安装期间节省的成本以及前面提到的扩展诊断和远程维护功能，最终可以实现大幅成本节约。
