Vakuum na principu Venturija: kako radi, njegova ograničenja i kada ga odabrati

Uređaj za podizanje kartona gubi vakuum usred ciklusa i linija se zaglavi. Tim za održavanje povlači vakuumsku pumpu i pronalazi istrošene lopatice, film uljne magle na podu i radni ciklus koji zapravo zahtijeva usisavanje oko 1,5 sekundi od svakih 6. Taj obrazac, isprekidano usisavanje s kratkim vremenom zadržavanja i umjerenom razinom vakuuma, upravo je mjesto gdje pripada Venturijevo načelo.

Evo kratkog odgovora. Za isprekidano, decentralizirano usisavanje koje nikad ne mora ići dublje od otprilike -60 kPa, Venturijev generator vakuuma obično je jednostavniji, čišći i dugovječniji izbor. Za vakuum koji se kontinuirano održava nekoliko minuta, za razine ispod -80 kPa ili za središnji kolektor koji napaja mnoge stanice, mehanički izvor vakuuma kao što je pumpa s rotacijskim lopaticama ili Rootsova vakuumska jedinica obično će koštati manje za posjedovanje tijekom deset godina. Ostatak ovog članka pokazuje odakle dolaze te razdjelne linije i kako ih testirati stvarnim brojevima prije naručivanja.

Venturijevo načelo u jednostavnim inženjerskim terminima

Protjerajte tekućinu kroz kanal koji se sužava i ista masa svake sekunde mora proći manji presjek. Brzina raste, a statički tlak opada. To je Bernoullijev odnos u njegovom radnom obliku, a unutar generatora vakuuma to je cijeli proizvod: zona niskog tlaka na grlu je ono što uvlači zrak kroz bočni otvor.

Komprimirani zrak ulazi u mlaznicu pri, recimo, 0,5 MPa, oko 5 bara. Mlaznica pretvara taj tlak u brzinu, a protok se guši na grlu, zbog čega se usis prestaje poboljšavati nakon što dovodni tlak prijeđe određenu točku. Dvije dimenzije odlučuju o učinkovitosti koju dobivate: promjer mlaznice, koji postavlja potrošnju zraka i raspoloživi usisni protok, i profil difuzora, koji postavlja maksimalni vakuum koji jedinica može zadržati.

Tipične brojke za dobro napravljen ejektor na zrak od 5 bara: jednostupanjska jedinica doseže oko -40 do -60 kPa, dok višestupanjska jedinica s dvije ili tri mlaznice u seriji doseže otprilike -80 do -90 kPa. Ispod -90 kPa Venturijev princip prestaje biti praktičan, jer ostaje premala razlika tlaka za pokretanje korisnog usisnog protoka.

Venturi vakuum i mehanički vakuum: izravna usporedba

Većina pogrešaka pri odabiru dolazi od usporedbe nabavne cijene ejektora s nabavnom cijenom pumpe i zaustavljanja na tome. Korisna usporedba uspoređuje radni ciklus s ukupnim troškom, a tablica u nastavku je verzija koju koristimo kada kupac pita je li venturijev generator dovoljan.

Čitajte tablicu u jednom smjeru: ejektor pobjeđuje na vremenu odziva, pokretnim dijelovima i toleranciji na prljavi ili vlažni plin, dok mehanički strojevi pobjeđuju na kontinuiranom radu i trošku energije po jedinici vakuuma.

Gdje Venturi vakuumski generatori zarađuju svoje mjesto

• Isprekidano rukovanje. Glave za podizanje i postavljanje, uređaji za podizanje kartona, otvarači vrećica i aplikatori naljepnica kojima je potreban vakuum za djelić svakog ciklusa.
• Decentralizirana instalacija. Generator se postavlja na usisnu čašicu, tako da nema dugog vakuumskog voda za curenje niti pada tlaka koji bi se kompenzirao.
• Vlažan, prašnjav ili korozivni plin. S prikladnim materijalom tijela nema lopatica ili ležajeva na putu plina koji bi se mogli istrošiti.
• Opasna područja. Komprimirani zrak obavlja posao, tako da na mjestu usisavanja nema električnog motora ili sklopnog uređaja.
• Brzo, ponovljeno kruženje. Odziv se mjeri u milisekundama, što odgovara brzim linijama za indeksiranje.

Profil održavanja slijedi s istog popisa: filtar, prigušivač i povremeno mlaznica jedine su potrošne stavke, a zamjena mlaznice traje nekoliko minuta.

Gdje je Venturijevo načelo zatajeno i koliko to košta

Komprimirani zrak najskuplji je alat u većini postrojenja. Proizvodnja jednog kubičnog metra komprimiranog zraka pri 7 bara obično troši oko 0,1 kWh električne energije prije distribucijskih gubitaka, a ejektor pretvara samo skroman udio te pneumatske energije u koristan rad vakuuma. Generator koji isporučuje 300 Nl/min usisnog protoka može povući 200 do 400 Nl/min komprimiranog zraka svake sekunde kada je uključen.

Kontinuirano dežurstvo je druga zamka. Ejektor koji radi 100% vremena plaća komprimirani zrak svake sekunde, dok mehanička pumpa jednakog usisnog kapaciteta radi na motoru koji je daleko jeftiniji po satu rada. Iznad otprilike 50% opterećenja, usporedba energije obično se preokrene u roku od godinu ili dvije.

Krajnji vakuum je treća granica, a buka je četvrta. Ejektori obično imaju 70 do 90 dB(A) na jednom metru i trebaju prigušivač odgovarajuće veličine, a ne čep s rupom u njemu, jer prigušivači koji dodaju protutlak tiho kradu usisni tok.

Provjera veličine i prihvatljivosti prije naručivanja

1. Učvrstite ciljni vakuum na šalici, a ne na generatoru. Minus 50 kPa na otvoru može postati -30 kPa na izratku zbog curenja i gubitaka u crijevu.
2. Navedite količinu koju treba evakuirati i dopušteno vrijeme. Pomicanje 0,5 L na -60 kPa u 200 ms je drugačiji proizvod od pomicanja 20 L na -40 kPa u 5 sekundi.
3. Navedite tlak opskrbe u najgorem slučaju. Kataloške brojke usisavanja obično se uzimaju na 6 bara, a kolektor koji pada na 4,5 bara tijekom promjene stupnja prijenosa daje osjetno manje.
4. Proračun za curenje. Porozni ili neravni obradak može propustiti više zraka nego što je ejektor ikada bio dimenzioniran za rukovanje.
5. Neka crijeva za zrak budu kratka i debela. Crijevo od 10 mm na 10 m duljine može koštati više dovodnog tlaka nego što ga mlaznica povrati.

Prihvaćanje treba mjeriti, a ne pretpostavljati. Pustite stroj da radi na najnižem normalnom dovodnom tlaku, izmjerite vakuum kalibriranim manometrom na šalici i mjerite ciklus pomoću PLC brojača. Izmjerite buku i na jednom metru, budući da tvrdnja dobavljača o "tihi" znači malo bez priloženog broja.

Ako se konačna odluka pomakne na mehanički izvor vakuuma, kontrola buke obično postaje zasebna stavka jer stroj s rotirajućim režnjevima u otvorenoj prostoriji postrojenja nije miran susjed. Odabir kućišta daleko je lakši kada se planira zajedno sa strojem, a ne nakon prve pritužbe iz noćne smjene.

Zvučno kućište za Roots puhalo Danas postoje mnogi zakoni kojima se nastoji regulirati buka koju proizvode linije industrijskih proizvoda. Štoviše, mnogi su radnici podnijeli tužbe tražeći oštećenje sluha zbog... Pogledajte proizvod →

Kada radni ciklus zahtijeva mehanički izvor vakuuma

Neke dužnosti jednostavno ne odgovaraju komprimiranom zraku. Središnji kolektor koji hrani dvadeset stanica, proces koji održava vakuum nekoliko minuta, transportna linija vakuuma ili stroj za papir koji treba stabilan vakuum tijekom cijele smjene, svi trebaju rotirajući stroj koji proizvodi vakuum sve dok se motor okreće.

Roots vakuumske jedinice uobičajeni su izbor na suhoj strani tog asortimana. Dva suprotno rotirajuća režnja, sinkronizirana razvodnim zupčanicima, pomiču plin bez dodirivanja jedan s drugim i bez ulja na putu plina, što odgovara procesnom zraku punom pare sve dok je ulaz filtriran. Isti dizajn je standardni stupanj za pojačavanje kada proces treba dublji vakuum nego što jedan stroj može postići sam.

Vakuumska pumpa Roots Brzina protoka: 0,6 ~ 713,8 m³ / min Pogledajte proizvod →

Kakva je Rootsova vakuumska pumpa u usporedbi s pumpom s rotirajućim krilcima pod stvarnim proizvodnim opterećenjima pitanje je na koje često odgovaramo; skraćena verzija je da jedinica s lopaticama sama postiže dublji vakuum, dok jedinica Roots podnosi veći protok i više vlage bez rasporeda izmjene ulja.

Pristupi u dvije faze s obje strane ograde

Inscenacija nije svojstvena samo mehaničkim strojevima. Dvostupanjski ejektor postavlja drugu mlaznicu nizvodno od prve i koristi međupritisak da doda više zamaha protoku, što je način na koji kompaktna jedinica doseže -80 kPa, dok se jedan stupanj zaustavlja oko -55 kPa. Kompromis je otprilike dvostruka potrošnja komprimiranog zraka za isti usisni protok, tako da se isplati samo kada je dublja razina istinski potrebna.

Mehanička inscenacija radi na istom principu. Dva rotacijska stupnja u seriji postižu veći omjer tlaka od jednog para rotora, zbog čega se dvostupanjske jedinice pojavljuju gdje god bi jedan stupanj bio gurnut do svojih toplinskih granica: veći diferencijalni tlak za isti otisak i bolja specifična snaga u radnoj točki.

Dvostupanjski serijski puhač Roots Brzina protoka: 0,6 ～ 120 m³/ min Pogledajte proizvod →

Odlučite s tri broja i jednim izračunom: razinu vakuuma koja vam je zapravo potrebna na izratku, volumen koji morate isprazniti i dio ciklusa u kojem se vakuum održava. Isprekidani i plitki vrhovi prema venturi principu; kontinuirane i duboke točke prema rotirajućem stroju; a sredina raspona je mjesto gdje usporedba radnog ciklusa troškova komprimiranog zraka u odnosu na troškove električne energije rješava argument.

Bez obzira na koju stranu te linije vaša aplikacija padne, hardver i dalje mora odgovarati mediju, okruženju i kontrolnoj shemi, a ne samo kataloškom broju protoka. Gdje je rješenje stroj sa suhim rotacijskim režnjevima, isplati se provjeriti odabir u usporedbi s iskustvom servisiranja na istoj dužnosti prije slanja narudžbe. Naša pozadina proizvodnje pokriva dvoslojne strojeve za obradu vode, pneumatski transport i vakuumski rad, zajedno s prigušivačima, kontrolnim ormarićima i kompletima za hlađenje koji pretvaraju stroj u radnu instalaciju.