Venturi-principe Vacuüm: hoe het werkt, de grenzen ervan en wanneer u ervoor moet kiezen

Een dozenopzetter verliest halverwege een cyclus het vacuüm en de lijn loopt vast. Het onderhoudsteam trekt aan de vacuümpomp en constateert versleten schoepen, een oliemistfilm op de vloer en een inschakelduur die feitelijk zo'n 1,5 seconde per 6 seconden zuigt. Dat patroon, intermitterende zuigkracht met een korte houdtijd en een gematigd vacuümniveau, is precies waar het venturiprincipe thuishoort.

Hier is het korte antwoord. Voor intermitterende, gedecentraliseerde afzuiging die nooit dieper hoeft te gaan dan ongeveer -60 kPa, is een venturi-vacuümgenerator normaal gesproken de eenvoudigere, schonere en duurzamere keuze. Voor een vacuüm dat minutenlang continu wordt gehandhaafd, voor niveaus onder -80 kPa, of voor een centrale header die veel stations voedt, zal een mechanische vacuümbron, zoals een draaischuifpomp of een Roots-vacuümunit, over een periode van tien jaar doorgaans minder kosten om te bezitten. De rest van dit artikel laat zien waar die scheidslijnen vandaan komen en hoe je ze kunt testen met echte cijfers voordat je bestelt.

Het Venturi-principe in gewone technische termen

Forceer een vloeistof door een vernauwend kanaal en dezelfde massa moet elke seconde een kleinere doorsnede passeren. De snelheid stijgt, de statische druk daalt. Dat is de relatie van Bernoulli in zijn werkvorm, en binnen een vacuümgenerator is het het hele product: de lagedrukzone bij de keel zuigt lucht naar binnen via de zijpoort.

Perslucht komt het mondstuk binnen met een druk van bijvoorbeeld 0,5 MPa, ongeveer 5 bar manometer. Het mondstuk zet die druk om in snelheid, en de stroom verstikt bij de keel. Daarom stopt de zuigkracht met verbeteren zodra de toevoerdruk een bepaald punt passeert. Twee dimensies bepalen de prestaties die u krijgt: de diameter van het mondstuk, die het luchtverbruik en de beschikbare zuigstroom bepaalt, en het diffusorprofiel, dat het maximale vacuüm bepaalt dat de unit kan vasthouden.

Typische cijfers voor een goed gemaakte ejector op 5 bar lucht: een eentrapsunit haalt ongeveer -40 tot -60 kPa, terwijl een meertrapsunit met twee of drie mondstukken in serie ongeveer -80 tot -90 kPa haalt. Beneden -90 kPa is het venturiprincipe niet meer praktisch, omdat er te weinig drukverschil overblijft om een ​​bruikbare zuigstroom te genereren.

Venturi-vacuüm en mechanisch vacuüm: een directe vergelijking

De meeste selectiefouten komen voort uit het vergelijken van de aanschafprijs van een ejector met de aanschafprijs van een pomp en daar stoppen. De nuttige vergelijking zet de duty-cycle af tegen de totale kosten, en de onderstaande tabel is de versie die we gebruiken als een klant vraagt ​​of een venturigenerator voldoende is.

Lees de tabel in één richting: de ejector wint op het gebied van responstijd, bewegende delen en tolerantie voor vuil of nat gas, terwijl de mechanische machines winnen op het gebied van continu gebruik en energiekosten per eenheid vacuüm.

Waar Venturi-vacuümgeneratoren hun plaats verdienen

• Intermitterende afhandeling. Pick-and-place-koppen, dozenopzetters, zakopeners en etiketapplicators die een fractie van elke cyclus vacuüm nodig hebben.
• Gedecentraliseerde installatie. De generator wordt op de zuignap gemonteerd, dus er is geen lange vacuümleiding die kan lekken en geen drukval die moet worden gecompenseerd.
• Nat, stoffig of corrosief gas. Met een geschikt lichaamsmateriaal zijn er geen schoepen of lagers in het gaspad die kunnen slijten.
• Gevaarlijke gebieden. Perslucht doet het werk, dus er zit geen elektromotor of schakelapparatuur op het aanzuigpunt.
• Snel, herhaaldelijk fietsen. De respons wordt gemeten in milliseconden, wat geschikt is voor indexeringslijnen met hoge snelheid.

Het onderhoudsprofiel volgt uit dezelfde lijst: een filter, een geluiddemper en af ​​en toe een mondstuk zijn de enige slijtageonderdelen, en het verwisselen van de mondstukken duurt minuten.

Waar het Venturi-principe tekortschiet en wat het kost

Perslucht is in de meeste fabrieken het duurste hulpprogramma. Het produceren van één kubieke meter perslucht bij 7 bar kost doorgaans ongeveer 0,1 kWh elektriciteit vóór distributieverliezen, en een ejector zet slechts een bescheiden deel van die pneumatische energie om in nuttig vacuümwerk. Een generator die een zuigstroom van 300 Nl/min levert, kan 200 tot 400 Nl/min perslucht onttrekken voor elke seconde dat hij wordt bekrachtigd.

Continu gebruik is de tweede valkuil. Een ejector die 100% van de tijd draait, betaalt per seconde voor perslucht, terwijl een mechanische pomp met gelijke zuigcapaciteit draait op een motor die per draaiuur veel goedkoper is. Boven ongeveer 50% accijns keert de energievergelijking gewoonlijk binnen een jaar of twee om.

Ultiem vacuüm is de derde limiet en geluid is de vierde. Ejecteurs hebben doorgaans een geluidsniveau van 70 tot 90 dB(A) op één meter afstand en hebben een geluiddemper van het juiste formaat nodig in plaats van een plug met een gat erin, omdat geluiddempers die tegendruk toevoegen stilletjes de zuigstroom stelen.

Maat- en acceptatiecontroles voordat u bestelt

1. Bevestig het doelvacuüm op de beker, niet op de generator. Min 50 kPa bij de poort kan -30 kPa bij het werkstuk worden door lekkage en slangverliezen.
2. Vermeld het te evacueren volume en de toegestane tijd. Het verplaatsen van 0,5 liter naar -60 kPa in 200 ms is een ander product dan het verplaatsen van 20 liter naar -40 kPa in 5 seconden.
3. Citeer de aanboddruk in het slechtste geval. Cataloguszuigwaarden worden doorgaans op 6 bar gesteld, en een maaibord dat bij ploegwisseling doorzakt naar 4,5 bar levert merkbaar minder op.
4. Budget voor lekkage. Een poreus of oneffen werkstuk kan meer lucht lekken dan de uitwerper ooit kon verwerken.
5. Houd luchtslangen kort en dik. Een slang van 10 mm en een lengte van 10 m kan meer toevoerdruk kosten dan de spuitmond terugkrijgt.

Acceptatie moet worden gemeten, niet verondersteld. Laat de machine draaien op de laagste normale toevoerdruk, meet het vacuüm met een gekalibreerde meter op de beker en time de cyclus met een PLC-teller. Meet ook het geluid op één meter afstand, want de ‘stille’ claim van een leverancier betekent weinig zonder dat er een getal aan verbonden is.

Als de uiteindelijke beslissing naar een mechanische vacuümbron gaat, wordt geluidsbeheersing meestal een apart regelitem, omdat een draaizuigermachine in een open machinekamer geen stille buur is. De keuze van de behuizing is veel eenvoudiger als deze samen met de machine wordt gepland, dan na de eerste klacht van de nachtploeg.

Geluidsbehuizing voor Roots Blower Er zijn tegenwoordig veel wetten die proberen het geluid dat door industriële productlijnen wordt geproduceerd te reguleren. Bovendien hebben veel werknemers rechtszaken aangespannen wegens gehoorschade vanwege ... Bekijk Product →

Wanneer de werkcyclus een mechanische vacuümbron vereist

Sommige taken zijn simpelweg niet geschikt voor perslucht. Een centrale header die twintig stations voedt, een proces dat minutenlang vacuüm vasthoudt, een vacuümtransportlijn of een papiermachine die gedurende een hele dienst een stabiel vacuüm nodig heeft, hebben allemaal een roterende machine nodig die vacuüm produceert zolang de motor draait.

Rootsvacuümunits zijn de gebruikelijke keuze aan de droge kant van dat assortiment. Twee tegengesteld draaiende lobben, gesynchroniseerd door distributietandwielen, verplaatsen gas zonder elkaar te raken en zonder olie in het gaspad, wat geschikt is voor met damp beladen proceslucht zolang de inlaat wordt gefilterd. Hetzelfde ontwerp is de standaard boosterfase wanneer een proces een dieper vacuüm nodig heeft dan een enkele machine op zichzelf kan bereiken.

Wortels Vacuümpomp Debiet: 0,6 ~ 713,8 m³/min Bekijk Product →

Hoe een Roots-vacuümpomp zich verhoudt tot een schottenpomp onder reële productiebelastingen is een vraag die we vaak beantwoorden; de korte versie is dat de schoepeneenheid zelf een dieper vacuüm bereikt, terwijl de Roots-eenheid een hogere doorvoer en meer vocht aankan zonder een olieverversingsschema.

Tweefasige benaderingen aan beide zijden van het hek

Staging is niet uniek voor mechanische machines. Een tweetraps ejector plaatst een tweede mondstuk stroomafwaarts van de eerste en gebruikt de middendruk om meer momentum aan de stroom toe te voegen. Zo bereikt een compacte eenheid -80 kPa, terwijl een enkele trap rond de -55 kPa blijft hangen. De afweging is grofweg het dubbele van het persluchtverbruik voor dezelfde zuigstroom, dus het loont alleen als het diepere niveau echt nodig is.

Mechanische enscenering werkt volgens hetzelfde principe. Twee draaizuigertrappen in serie bereiken een hogere drukverhouding dan één rotorpaar. Daarom verschijnen tweetrapseenheden overal waar een enkele trap tot het uiterste wordt geduwd: meer drukverschil voor dezelfde voetafdruk en een beter specifiek vermogen op het werkpunt.

Tweetraps serie Roots Blower Debiet: 0,6 ~ 120 m³/min Bekijk Product →

Bepaal met drie cijfers en één berekening: het vacuümniveau dat u daadwerkelijk nodig heeft op het werkstuk, het volume dat u moet vacumeren en het deel van de cyclus dat vacuüm wordt gehandhaafd. Intermitterende en ondiepe punten in de richting van het venturiprincipe; doorlopende en diepe punten naar een roterende machine; en in het midden van het bereik kan een duty-cycle-vergelijking van de kosten voor perslucht en de elektriciteitskosten de discussie beslechten.

Aan welke kant van die lijn uw toepassing zich ook bevindt, de hardware moet nog steeds passen bij de media, de omgeving en het besturingsschema, en niet alleen bij een catalogusstroomfiguur. Als een droge draaizuigermachine de oplossing is, loont het om de selectie te vergelijken met de service-ervaring op hetzelfde werk voordat de bestelling wordt geplaatst. Onze productieachtergrond omvat tweelobbige machines voor waterbehandeling, pneumatisch transport en vacuümbedrijf, samen met de geluiddempers, schakelkasten en koelsets die van een machine een werkende installatie maken.