Venturi Princip Vacuum: Hvordan det virker, dets grænser, og hvornår man skal vælge det

En kartonopstiller mister vakuum midt i en cyklus, og linjen sidder fast. Vedligeholdelsesteamet trækker vakuumpumpen og finder slidte skovle, en olietågefilm på gulvet og en driftscyklus, der faktisk kræver sug i cirka 1,5 sekund ud af hver 6. Det mønster, intermitterende sug med en kort holdetid og et moderat vakuumniveau, er præcis der, hvor venturi-princippet hører hjemme.

Her er det korte svar. Til intermitterende, decentral sugning, der aldrig behøver at gå dybere end ca. -60 kPa, er en venturi vakuumgenerator normalt det enklere, renere og længerevarende valg. For vakuum, der holdes kontinuerligt i minutter, for niveauer under -80 kPa, eller for en central header, der forsyner mange stationer, vil en mekanisk vakuumkilde såsom en roterende vingepumpe eller en Roots vakuumenhed normalt koste mindre at eje over ti år. Resten af ​​denne artikel viser, hvor disse skillelinjer kommer fra, og hvordan man tester dem med reelle tal, før du bestiller.

Venturi-princippet i almindelige tekniske termer

Tving en væske gennem en indsnævrende kanal, og den samme masse skal passere et mindre tværsnit hvert sekund. Hastigheden stiger, det statiske tryk falder. Det er Bernoullis forhold i sin arbejdsform, og inde i en vakuumgenerator er det hele produktet: lavtrykszonen ved halsen er det, der trækker luft ind gennem sideporten.

Trykluft kommer ind i dysen ved f.eks. 0,5 MPa, ca. 5 bar gauge. Dysen omdanner dette tryk til hastighed, og flowet chokerer i svælget, hvorfor sugningen stopper med at forbedres, når forsyningstrykket passerer et vist punkt. To dimensioner bestemmer den ydelse, du får: dysediameteren, som bestemmer luftforbruget og tilgængeligt sugeflow, og diffusorprofilen, som indstiller det maksimale vakuum, enheden kan holde.

Typiske tal for en vellavet ejektor på 5 bar luft: en enkelttrinsenhed når omkring -40 til -60 kPa, mens en flertrinsenhed med to eller tre dyser i serie når omkring -80 til -90 kPa. Under -90 kPa holder venturi-princippet op med at være praktisk, fordi der er for lidt trykforskel tilbage til at drive en nyttig sugestrøm.

Venturi-vakuum og mekanisk vakuum: en lige sammenligning

De fleste udvælgelsesfejl kommer fra at sammenligne indkøbsprisen for en ejektor med indkøbsprisen for en pumpe og stoppe der. Den nyttige sammenligning sætter driftscyklus mod de samlede omkostninger, og tabellen nedenfor er den version, vi bruger, når en kunde spørger, om en venturigenerator er nok.

Læs tabellen i én retning: ejektoren vinder på responstid, bevægelige dele og tolerance over for snavset eller våd gas, mens de mekaniske maskiner vinder på kontinuerlig drift og energiomkostninger pr. vakuumenhed.

Hvor Venturi vakuumgeneratorer tjener deres plads

• Intermitterende håndtering. Pick-and-place hoveder, kartonoprettere, poseåbnere og etiketapplikatorer, der har brug for vakuum til en brøkdel af hver cyklus.
• Decentral installation. Generatoren monteres ved sugekoppen, så der er ingen lang vakuumledning at lække og intet trykfald at kompensere for.
• Våd, støvet eller ætsende gas. Med et passende kropsmateriale er der ingen skovle eller lejer i gasbanen at slide.
• Farlige områder. Trykluft gør arbejdet, så ingen elektrisk motor eller koblingsudstyr sidder ved sugepunktet.
• Hurtig, gentagen cykling. Responsen måles i millisekunder, hvilket passer til højhastighedsindekseringslinjer.

Vedligeholdelsesprofilen følger af samme liste: Et filter, en lyddæmper og af og til en dyse er de eneste sliddele, og et dyseskift tager minutter.

Hvor Venturi-princippet kommer til kort, og hvad det koster

Trykluft er det dyreste hjælpemiddel i de fleste anlæg. At producere en kubikmeter trykluft ved 7 bar forbruger typisk omkring 0,1 kWh elektricitet før distributionstab, og en ejektor omdanner kun en beskeden del af den pneumatiske energi til nyttigt vakuumarbejde. En generator, der leverer 300 Nl/min sugestrøm, kan trække 200 til 400 Nl/min trykluft for hvert sekund, den aktiveres.

Kontinuerlig pligt er den anden fælde. En ejektor, der kører 100 % af tiden, betaler for trykluft hvert sekund, mens en mekanisk pumpe med samme sugeevne kører på en motor, der er langt billigere per driftstime. Over ca. 50 % afgift vender energisammenligningen normalt inden for et år eller to.

Ultimativt vakuum er den tredje grænse, og støj er den fjerde. Ejektorer sidder almindeligvis ved 70 til 90 dB(A) på en meter og har brug for en lyddæmper i den rigtige størrelse frem for en prop med et hul i, fordi lyddæmpere, der tilføjer modtryk, stille og roligt stjæler sugestrømmen.

Størrelses- og accepttjek før du bestiller

1. Fastgør målvakuumet ved koppen, ikke ved generatoren. Minus 50 kPa ved havnen kan blive -30 kPa ved arbejdsemnet på grund af lækage og slangetab.
2. Angiv mængden, der skal evakueres, og den tilladte tid. At flytte 0,5 L til -60 kPa på 200 ms er et andet produkt end at flytte 20 L til -40 kPa på 5 sekunder.
3. Citer forsyningstryk i værste fald. Katalogsugetal er normalt taget ved 6 bar, og et skærebord, der synker til 4,5 bar under skiftskift, leverer mærkbart mindre.
4. Budget for lækage. Et porøst eller ujævnt emne kan lække mere luft, end ejektoren nogensinde var dimensioneret til at håndtere.
5. Hold luftslanger korte og fede. En 10 mm slange ved 10 m længde kan koste mere forsyningstryk, end dysen genvinder.

Accept skal måles, ikke antages. Kør maskinen ved det laveste normale forsyningstryk, mål vakuum med en kalibreret måler ved koppen, og tid cyklussen med en PLC-tæller. Mål også støj på én meter, da en leverandørs "stille" påstand betyder meget lidt uden et tal knyttet til det.

Hvis den endelige beslutning flytter til en mekanisk vakuumkilde, bliver støjkontrol som regel en separat linjepost, fordi en roterende lapmaskine i et åbent anlægsrum ikke er en stille nabo. Valg af kabinet er langt nemmere, når det planlægges sammen med maskinen frem for efter den første reklamation fra nattevagten.

Lydkabinet til rodblæser Der er mange love i dag, der søger at regulere den støj, der produceres af industrielle produktlinjer. Desuden har mange arbejdere anlagt retssager med krav om høreskader på grund af ... Se produkt →

Når arbejdscyklussen kræver en mekanisk vakuumkilde

Nogle opgaver passer simpelthen ikke til trykluft. En central header, der forsyner tyve stationer, en proces, der holder vakuum i minutter, en vakuumtransportlinje eller en papirmaskine, der har brug for stabilt vakuum over et helt skift, har alle brug for en roterende maskine, der producerer vakuum, så længe motoren drejer.

Roots vakuumenheder er det sædvanlige valg på den tørre side af dette område. To modsat roterende lober, synkroniseret af timing gear, flytter gas uden at røre hinanden og uden olie i gasbanen, hvilket passer til dampfyldt procesluft, så længe indløbet er filtreret. Det samme design er standard boosterstadiet, når en proces har brug for et dybere vakuum, end en enkelt maskine kan nå alene.

Roots vakuumpumpe Flowhastighed: 0,6 ~ 713,8m³/min Se produkt →

Hvordan en Roots vakuumpumpe sammenlignes med en roterende vingepumpe under reelle produktionsbelastninger er et spørgsmål, vi ofte besvarer; den korte version er, at vingeenheden når dybere vakuum af sig selv, mens Roots-enheden håndterer højere gennemløb og mere fugt uden en olieskifteplan.

To-trins tilgange på begge sider af hegnet

Staging er ikke unikt for mekaniske maskiner. En to-trins ejektor placerer en anden dyse nedstrøms for den første og bruger det mellemliggende tryk til at tilføje mere momentum til flowet, hvilket er hvordan en kompakt enhed når -80 kPa, hvor et enkelt trin går i stå omkring -55 kPa. Afvejningen er omtrent det dobbelte af trykluftforbruget for samme sugeflow, så det kan kun betale sig, når det dybere niveau reelt er påkrævet.

Mekanisk iscenesættelse fungerer efter samme princip. To roterende lob-trin i serie opnår et højere trykforhold end et rotorpar, hvilket er grunden til, at to-trinsenheder dukker op overalt, hvor et enkelt trin ville blive skubbet til dets termiske grænser: mere differenstryk for det samme fodaftryk og et bedre specifikt effekttal ved driftspunktet.

To-trins serie rodblæser Flowhastighed: 0,6 ~ 120m³/min Se produkt →

Beslut dig med tre tal og en beregning: det vakuumniveau, du faktisk har brug for ved arbejdsemnet, det volumen, du skal evakuere, og den brøkdel af cyklussen, som vakuumet holdes. Intermitterende og lavvandede punkter mod venturi-princippet; kontinuerlige og dybe punkter mod en roterende maskine; og midten af ​​intervallet er, hvor en duty-cycle sammenligning af trykluftomkostninger mod elomkostninger afgør argumentet.

Uanset hvilken side af den linje din applikation falder på, skal hardwaren stadig matche mediet, miljøet og kontrolskemaet i stedet for en katalogflowfigur alene. Hvor en tør lapmaskine er svaret, kan det betale sig at tjekke udvalget op imod serviceerfaring på samme pligt, inden bestillingen afgives. Vores produktionsbaggrund dækker to-lobs maskiner til vandbehandling, pneumatisk transport og vakuumdrift, sammen med lyddæmpere, styreskabe og kølesæt, der gør en maskine til en fungerende installation.