Vákuum Venturiho princípu: Ako funguje, jeho limity a kedy si ho vybrať

Stavač kartónu stratí vákuum uprostred cyklu a linka sa zasekne. Tím údržby zatiahne vákuovú pumpu a nájde opotrebované lopatky, film olejovej hmly na podlahe a pracovný cyklus, ktorý v skutočnosti vyžaduje sanie asi 1,5 sekundy z každých 6. Tento vzor, ​​prerušované sanie s krátkou dobou zdržania a miernou úrovňou vákua, je presne to, kam patrí princíp Venturiho trubice.

Tu je krátka odpoveď. Pre prerušované, decentralizované nasávanie, ktoré nikdy nemusí ísť hlbšie ako približne -60 kPa, je Venturiho vákuový generátor zvyčajne jednoduchšou, čistejšou a dlhšou voľbou. Pre vákuum udržiavané nepretržite niekoľko minút, pre úrovne pod -80 kPa alebo pre centrálny zberač napájajúci mnoho staníc, bude mechanický zdroj vákua, ako je rotačné lopatkové čerpadlo alebo Rootsova vákuová jednotka, zvyčajne stáť menej ako desať rokov. Zvyšok tohto článku ukazuje, odkiaľ tieto deliace čiary pochádzajú a ako ich pred objednávkou otestovať reálnymi číslami.

Venturiho princíp v pojmoch jednoduchého inžinierstva

Pretlačte tekutinu cez zužujúci sa kanál a tá istá hmota musí každú sekundu prejsť menším prierezom. Rýchlosť stúpa, statický tlak klesá. To je Bernoulliho vzťah vo svojej pracovnej forme a vo vnútri vákuového generátora je to celý produkt: nízkotlaková zóna na hrdle je to, čo vťahuje vzduch cez bočný port.

Stlačený vzduch vstupuje do dýzy, povedzme, 0,5 MPa, približne 5 barov. Tryska premieňa tento tlak na rýchlosť a prietok sa tlmí v hrdle, čo je dôvod, prečo sa sanie prestane zlepšovať, keď prívodný tlak prekročí určitý bod. O dosiahnutom výkone rozhodujú dva rozmery: priemer dýzy, ktorý nastavuje spotrebu vzduchu a dostupný sací prietok, a profil difúzora, ktorý nastavuje maximálne vákuum, ktoré jednotka dokáže udržať.

Typické údaje pre dobre vyrobený ejektor na 5 bar vzduchu: jednostupňová jednotka dosahuje približne -40 až -60 kPa, zatiaľ čo viacstupňová jednotka s dvoma alebo tromi dýzami v sérii dosahuje približne -80 až -90 kPa. Pod -90 kPa prestáva byť princíp Venturiho trubice praktický, pretože zostáva príliš malý tlakový rozdiel na to, aby poháňal užitočný sací prietok.

Venturiho vákuum a mechanické vákuum: priame porovnanie

Väčšina výberových chýb pochádza z porovnania nákupnej ceny ejektora s nákupnou cenou čerpadla a tam sa zastaví. Užitočné porovnanie porovná pracovný cyklus s celkovými nákladmi a nižšie uvedená tabuľka predstavuje verziu, ktorú používame, keď sa zákazník pýta, či stačí Venturiho generátor.

Prečítajte si tabuľku jedným smerom: ejektor víťazí v čase odozvy, pohyblivých častiach a tolerancii špinavého alebo vlhkého plynu, zatiaľ čo mechanické stroje víťazia v nepretržitej prevádzke a nákladoch na energiu na jednotku vákua.

Kde si Venturiho vákuové generátory zarábajú svoje miesto

• Prerušovaná manipulácia. Hlavy na vyberanie a umiestňovanie, stavače kartónov, otvárače vreciek a aplikátory etikiet, ktoré potrebujú vákuum na zlomok každého cyklu.
• Decentralizovaná inštalácia. Generátor sa montuje na prísavku, takže nie je potrebné žiadne dlhé vákuové vedenie, ktoré by mohlo uniknúť, a žiadny pokles tlaku, ktorý by sa mal kompenzovať.
• Mokrý, prašný alebo korozívny plyn. Pri vhodnom materiáli karosérie nie sú žiadne lopatky ani ložiská v dráhe plynu, ktoré by sa opotrebovali.
• Nebezpečné oblasti. Prácu vykonáva stlačený vzduch, takže v mieste nasávania nesedí žiadny elektromotor ani rozvádzač.
• Rýchle, opakované bicyklovanie. Odozva sa meria v milisekundách, čo vyhovuje vysokorýchlostným indexovacím linkám.

Profil údržby vyplýva z rovnakého zoznamu: filter, tlmič a príležitostne tryska sú jedinými položkami opotrebovania a výmena trysky trvá niekoľko minút.

Kde je Venturiho princíp nedosiahnuteľný a čo to stojí

Stlačený vzduch je najdrahší nástroj vo väčšine zariadení. Výroba jedného kubického metra stlačeného vzduchu pri tlaku 7 barov zvyčajne spotrebuje okolo 0,1 kWh elektrickej energie pred stratami v distribúcii a ejektor premieňa len malý podiel tejto pneumatickej energie na užitočnú vákuovú prácu. Generátor dodávajúci sací prietok 300 Nl/min môže odoberať 200 až 400 Nl/min stlačeného vzduchu za každú sekundu, keď je napájaný.

Nepretržitá služba je druhá pasca. Ejektor, ktorý beží 100 % času, platí za stlačený vzduch každú sekundu, zatiaľ čo mechanické čerpadlo s rovnakým sacím výkonom beží na motore, ktorý je oveľa lacnejší za hodinu prevádzky. Nad približne 50% clom sa energetické porovnanie zvyčajne obráti do jedného alebo dvoch rokov.

Tretím limitom je konečné vákuum a štvrtým hlukom. Ejektory bežne dosahujú 70 až 90 dB(A) na jeden meter a potrebujú skôr správne dimenzovaný tlmič než zástrčku s dierou, pretože tlmiče, ktoré pridávajú protitlak, ticho kradnú sací prietok.

Kontroly veľkosti a akceptácie pred objednávkou

1. Cieľové vákuum upevnite na šálku, nie na generátor. Z mínus 50 kPa na výstupe sa môže stať -30 kPa na obrobku v dôsledku netesností a strát v hadici.
2. Uveďte objem na evakuáciu a povolený čas. Presunutie 0,5 l na -60 kPa za 200 ms je odlišný produkt od premiestnenia 20 l na -40 kPa za 5 sekúnd.
3. Uveďte tlak dodávky v najhoršom prípade. Katalógové hodnoty nasávania sú zvyčajne merané pri 6 baroch a hlavička, ktorá sa počas zmeny zmeny zníži na 4,5 baru, prináša výrazne menej.
4. Rozpočet na únik. Porézny alebo nerovný obrobok môže unikať viac vzduchu, než aký bol kedy ejektor dimenzovaný.
5. Vzduchové hadice udržiavajte krátke a mastné. 10 mm hadica s dĺžkou 10 m môže stáť viac prívodného tlaku, ako sa obnoví tryska.

Prijatie by sa malo merať, nie predpokladať. Spustite stroj pri najnižšom normálnom prívodnom tlaku, zmerajte vákuum pomocou kalibrovaného meradla na nádobe a načasujte cyklus pomocou počítadla PLC. Hluk merajte aj na jeden meter, keďže tvrdenie dodávateľa o „tichom“ stave znamená málo bez čísla.

Ak sa konečné rozhodnutie presunie na mechanický zdroj vákua, kontrola hluku sa zvyčajne stane samostatnou položkou, pretože stroj s rotačným lalokom v otvorenej prevádzke nie je tichým susedom. Výber krytu je oveľa jednoduchší, keď sa plánuje spolu so strojom, a nie po prvej reklamácii z nočnej zmeny.

Zvukový kryt pre Roots Blower V súčasnosti existuje veľa zákonov, ktoré sa snažia regulovať hluk, ktorý produkujú priemyselné produktové rady. Okrem toho mnohí pracovníci podali žalobu na poškodenie sluchu v dôsledku ... Zobraziť produkt →

Keď si pracovný cyklus vyžaduje mechanický zdroj vákua

Niektoré povinnosti stlačenému vzduchu jednoducho nevyhovujú. Centrálny zberač zásobujúci dvadsať staníc, proces, ktorý udržuje vákuum niekoľko minút, vákuová dopravná linka alebo papierenský stroj, ktorý potrebuje stabilné vákuum počas celej zmeny, to všetko potrebuje rotačný stroj, ktorý vytvára vákuum tak dlho, ako sa motor otáča.

Rootsove vákuové jednotky sú obvyklou voľbou na suchej strane tohto rozsahu. Dva protibežné laloky, synchronizované rozvodovými kolesami, pohybujú plynom bez vzájomného dotyku a bez oleja v dráhe plynu, čo vyhovuje procesnému vzduchu plnému pary, pokiaľ je vstup filtrovaný. Rovnaký dizajn je štandardným posilňovacím stupňom, keď proces potrebuje hlbšie vákuum, než aké môže dosiahnuť jeden stroj sám.

Rootsova vákuová pumpa Prietok: 0,6 ～ 713,8 m³ / min Zobraziť produkt →

Ako sa Rootsova vákuová pumpa porovnáva s rotačnou lopatkovou pumpou pri skutočných výrobných zaťaženiach je otázka, na ktorú často odpovedáme; krátka verzia je taká, že lamelová jednotka sama dosiahne hlbšie vákuum, zatiaľ čo Rootsova jednotka zvládne vyššiu priepustnosť a väčšiu vlhkosť bez plánu výmeny oleja.

Dvojstupňové prístupy na oboch stranách plota

Stupňovanie nie je jedinečné pre mechanické stroje. Dvojstupňový ejektor umiestni druhú dýzu po prúde za prvou a využíva stredný tlak na zvýšenie hybnosti prúdu, čím kompaktná jednotka dosiahne -80 kPa, zatiaľ čo jednostupňová sa zastaví okolo -55 kPa. Kompromisom je zhruba dvojnásobná spotreba stlačeného vzduchu pri rovnakom nasávacom prietoku, takže sa oplatí len vtedy, keď je skutočne potrebná hlbšia úroveň.

Na rovnakom princípe funguje aj mechanické stupňovanie. Dva stupne rotačných lalokov v sérii dosahujú vyšší tlakový pomer ako jeden pár rotorov, a preto sa dvojstupňové jednotky objavujú všade tam, kde by bol jeden stupeň zatlačený na svoje tepelné limity: väčší rozdielový tlak pri rovnakej stope a lepší špecifický výkon v prevádzkovom bode.

Dvojstupňový ventilátor série Roots Prietok: 0,6 ～ 120 m³/min Zobraziť produkt →

Rozhodnite sa s tromi číslami a jedným výpočtom: úroveň vákua, ktorú skutočne potrebujete na obrobku, objem, ktorý musíte odsať, a časť cyklu, v ktorej sa vákuum udrží. Prerušované a plytké body smerom k Venturiho princípu; súvislé a hlboké body smerom k rotujúcemu stroju; a stred rozmedzia je miesto, kde porovnanie prevádzkového cyklu nákladov na stlačený vzduch s nákladmi na elektrinu rieši tento argument.

Nech už vaša aplikácia spadá do ktorejkoľvek strany, hardvér stále musí zodpovedať médiu, prostrediu a riadiacej schéme, a nie len samotnému údaju o toku katalógu. Tam, kde je odpoveďou stroj so suchým rotačným lalokom, oplatí sa pred zadaním objednávky porovnať výber so skúsenosťami zo servisu v rovnakej službe. Naše výrobné zázemie zahŕňa dvojlaločné stroje na úpravu vody, pneumatickú dopravu a vákuovú prevádzku spolu s tlmičmi hluku, ovládacími skriňami a chladiacimi súpravami, ktoré premenia stroj na fungujúcu inštaláciu.