Пневматикалық пышақтар: өндірістегі қолданыстары мен қағидалары
Air knife
Пневматикалық пышақтар: конвейерлердегі өнімдерден сұйықтық, қоқысты жоюға арналған құрал. Өндірісте, қайта өңдеуде, тазалауда қолданылады. Жоғары қысымды ауа ағыны.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ауа пышағы – конвейерде жылжып бара жатқан өнімдерден сұйықтықты немесе қоқысты үрлеуге арналған құрал. Ауа пышақтары көбінесе өндірісте немесе қайта өңдеу процесінің алғашқы кезеңі ретінде қолданылады, бұл жеңіл немесе кішкентай бөлшектерді басқа компоненттерден бөліп, кейінірек немесе келесі кезеңдерде пайдалануға мүмкіндік береді, сондай-ақ бөлшектерді кептіруге, конвейерді тазалауға және компоненттерді тазалауға да қолданылады. Пышақ – жоғары қарқынды, біркелкі ламинарлық ауа ағысынан тұрады, кейде оны бағытталған ағыс деп те атайды. Өнеркәсіптік ауа пышағы – бұл қысымды ауа пленумы, онда қысымды ауа ламинарлық ағыс түрінде шығатын тесіктер немесе үздіксіз ойықтар тізбегі орналасқан. Ауа шығу жылдамдығы ауа бағытталған нысанның бетінде соқтығысқан ауа жылдамдығын тудырады. Бұл соқтығысқан ауа жылдамдығы жеңіл желден 0,6 Махтан (40 000 фут/мин) асып, механикалық контактісіз өнімнің бетін өзгерте алады. Ауа пышақтары сұйықтықты жоюға, сұйықтықтың қалыңдығын реттеуге, сұйық жабындарды кептіруге, бөтен бөлшектерді жоюға, өнімнің бетін салқындатуға немесе материалдарды механикалық түрде бетке жабысуына көмектесетін ұстап тұру күшін жасауға мүмкіндік береді. Кейбір беттердегі статикалық электр зарядын жою үшін антистатикалық таяқшалардан электр тогы ауа пышағы ағынына жіберілуі мүмкін. Өндірісте ауа пышақтарының көпшілігінде өнім ауа жылдамдығы ағысынан өтетін кезде олар қозғалмайды. Ал кейбір жағдайларда өнім қозғалмайды, ал ауа пышақтары (қайта-қайта немесе айналып) қозғалмайтын өнімнің бетімен жылжиды. Ауа пышағы өнімді кесе алатын (екі нүкте арасындағы механикалық байланысты бұзатын) қолданыстар өте сирек болғанымен, ол кез келген беттегі қажетсіз немесе бөтен заттарды жоюдың немесе бақылаудың ең тиімді тәсілі болып табылады. Мырышталдау саласында ауа пышақтары мырыш жабынының мөлшерін дәл реттеу үшін қолданылады, олар темір бетінде сұйық күйде болған кезде жабынды сүртіп тастайды. Көптеген ыстық суға батыру қолданыстарында компьютер арқылы кері байланыс жүйесі арқылы жоғары және төменгі жағынан жабылған беттерді плюс немесе минус 5 грамм/метр шаршыға дейін дерлік толыққанды басқаруға болады. Бұл қолданыстағы ауа пышақ жүйелерінің көпшілігі атмосфералық ауа емес, қыздырылған азот газын сүрту үшін пайдаланады. Азот негізгі металдың тотығуын азайту үшін қолданылады.
An air knife is a tool used to blow off liquid or debris from products as they travel on conveyors. Air knives are normally used in manufacturing or as the first step in a recursive recycling process to separate lighter or smaller particles from other components for use in later or subsequent steps, post manufacturing parts drying and conveyor cleaning, part of component cleaning. The knife consists of a high intensity, uniform sheet of laminar airflow sometimes known as streamline flow. An industrial air knife is a pressurized air plenum containing a series of holes or continuous slots through which pressurized air exits in a laminar flow pattern. The exit air velocity then creates an impact air velocity onto the surface of whatever object the air is directed. This impact air velocity can range from a gentle breeze to greater than Mach 0.6 (40,000 ft/min) to alter the surface of a product without mechanical contact. Air knives remove liquids, control the thickness of liquids, dry the liquid coatings, remove foreign particles, cool product surfaces or create a hold down force to assist in the mechanical bonding of materials to the surface. Electrical currents from anti static bars can also be injected into the exit air knife stream to neutralize the static electricity charge on some surfaces. In the majority of manufacturing applications for air knives, the air knives are stationary while the product passes through the air velocity air stream. In other circumstances, the product is stationary and the air knives move (reciprocate or rotate) over the surface of the stationary product. Although there are very few applications where an air knife can actually cut a product (break mechanical bonds between two points), air knives are often the most efficient method of removing or controlling unwanted or foreign substances on any surface. In reference to the galvanizing industry, air knives are used to precisely control the amount of zinc coating by wiping away the coating while it is still in a liquid state on the steel surface. In most hot dip applications both top and bottom coated surfaces can be independently controlled by computer via feedback loop as accurately as plus or minus 5 grams/meter squared. Most air knife systems for this application use heated nitrogen gas as the wiping agent, not atmospheric air. Nitrogen is used to reduce oxidation of the base metal.
Тарих
1950 және 60-жылдары "әуе дәрігері" термині алғаш рет сығымдалған ауаны қолдана отырып, материалдардан ластануды қабыспайтын әдіспен алып тастауды білдірді. Баспа және тоқыма өнеркәсібі сол кезде "әуе дәрігерлерін" ең көп пайдаланды, олар "дәрігерлік роликтер" және "дәрігерлік пышақтар" сияқты атаулармен белгілі болды. Олар жиі, беттегі сұйықтықтың қалыңдығын реттеу үшін немесе келесі процеске дейін материалдардың бетінен ластануды ұшыру үшін сығымдалған ауа жүйесінен кең ауа ағынына мұқтаж болды. Басқа қолданылатын терминдер: ауа таспасы, ауа сыпырғысы, ауа пердесі, ауа сорғысы, ауа жарылысы, ауамен ұру, ауа соқпасы, ауа тарағы, ауа жапырағы және ауа дәрігері жапырағы. Бүгінде ең көп қолданылатын термин – "ауа пышағы". Қысылған ауамен жұмыс істейтін ауа пышақтары өнеркәсіптік қолданыстардың кең спектрінде қолданылса да, өнеркәсіптік желдеткішпен жұмыс істейтін ауа пышақтары көптеген қолданыстарда қысылған ауа пышақтарымен салыстырғанда энергия тұтынуды 50–75% дейін азайтуды көрсетті. Желдеткішпен жұмыс істейтін ауа пышағы жүйелері 1987 жылғы Монреаль хаттамасымен дамыды, ол атмосфералық озонды жоятын ХФҚ (хлорфторкөмірсутектер) газдарын жою процесін бастады, бұл газдар сол кезде көптеген өнеркәсіптерде тазалау агенттері ретінде қолданылды. Бұл еріткіш негізіндегі тазалау агенттерінің көпшілігі буланып кетті, сондықтан сору немесе басқа кептіру әдістері қажет болмады. Баспалы тізбектер өнеркәсібі әлі де даму кезеңінде болса да, сулы және жартылай сулы бөлшектерді тазалау жүйелеріне көшуді бастаған алғашқылардың бірі болды. Барлық қазіргі және болашақ тізбектер зауыттары жаңа экологиялық тазалау технологиясын пайдалана отырып, суға негізделген тазалаудан кейін тізбектерді кептірудің жаңа әдісіне мұқтаж болды, осылайша тістеу ағындары мен басқа да ластануларды жоюға болады. Басқа өнеркәсіптерде еріткіш негізіндегі бөлшектерді тазалаудан суға негізделген тазалауға көшу процесі көп ұзамай басталды. Сонымен қатар, суға негізделген бояуларға, бояуларға, жабындарға, желімдерге және әртүрлі өндірістік секторларда қолданылатын басқа да ерітінділерге көшу бұрын болмаған жерлерде ауа пышағымен кептіру қажеттілігін тудырды. Монреаль хаттамасының және бүкіл әлем бойынша өнеркәсіптің экологиялық жауапкершілік талаптарына сәйкестігінің нәтижесінде, бұрынғы ауа пышақтарының нишалық бизнесі өнеркәсіпке айналды.
In the 1950s and 60s, the term "air doctor" was first used to refer to the non contact method of debris blow off using compressed air. The printing and textile industries were some of the largest users of air doctors at that time, named by analogy with "doctor rolls" and "doctor blades". They often needed wide paths of air from a compressed air system to control the thickness of liquids on a surface, or to blow debris off the surface of materials prior to the next process. Other terms used were air bar, air squeegee, air curtain, air jet, air blast, air blow off, air nozzle, air comb, air blade and air doctor blade. Today the most commonly used term is simply "air knife". Although air knives powered by compressed plant air are used in a wide variety of industrial applications, industrial blower powered air knives have proven to reduce the energy usage versus compressed air knives by 50–75% for most applications. Blower powered air knife systems came of age with the advent of the 1987 Montreal Protocol, which started the clock on the worldwide phase out of atmospheric ozone depleting CFC’s (chlorofluorocarbons) then used as cleaning agents in many industries. Most of these solvent based cleaning agents simply evaporated which required no blow off or other drying methods. Although the printed circuit board industry was still in its infancy, it was among the first to initiate the conversion to aqueous and semi aqueous based parts cleaning systems. With nearly every existing and all future circuit board factories using the new environmentally friendly cleaning technology, they also needed a new method of drying the p. c. boards following their water based cleaning to remove solder fluxes and other contaminants. The trend away from other types of solvent based parts cleaning to water based cleaning for other industries began soon thereafter. Additionally, the conversion to water based inks, paints, coatings, adhesives and other solutions used in various manufacturing sectors has resulted in the need for air knife dryers where none had previously existed. As a result of the Montreal Protocol and worldwide industry compliance with environmental stewardship mandates, the former niche business of air knives became an industry.
Операцияның сипаттамасы
Өндіріс желісіндегі ауа пышақтары әдетте ұзындығы бойынша өзгеріп, ауа шығару ойығы немесе тесіктері болады. Тұрақты ауа пышағы конфигурациясы қолдану критерийлеріне байланысты бірден онға дейін ауа пышақтарын қажет ете алады. Ауа, ауа генераторы арқылы – индустриалдық желдеткіш немесе ауа компрессоры арқылы – ауа пышағының ойықтарынан өтіп, қажетті көлемде және жылдамдықта шығарылады. Компрессорлар мен желдеткіштердің арасында таңдау жасағанда көптеген қолдану, қоршаған орта, тиімділік және жұмыс циклына қатысты мәселелерді қарастыру қажет. Ашық кеңістікке ауа шығаратын ауа пышақтары үшін ең тиімсіз болып табылатын қысылған ауа, негізгі өсімдік ауасын пайдалануға мүмкіндік береді. Ауа пышақтарына ауа жеткізетін құбырлардың диаметрі кішкентай болуы мүмкін, сондықтан олар шектеулі кеңістіктерге өте ыңғайлы. Желдеткішпен жұмыс істейтін ауа пышақтары үлкенірек болып, үлкен диаметрлі құбырларды қажет етеді, бірақ электр қуатының үнемделуіне байланысты сығылған ауаға қарағанда тиімділіктің артуы толыққанды ақталады. Бүгінгі таңда ауа пышақтарының дизайны дамып, кейбір өндірушілер 0,95 разряд коэффициенті бар өте тиімді «тамшы» пішіндерін шығаруда. Бұл желдеткішпен жұмыс істейтін ауа пышақтарының дизайны әдетте шамамен ені x биіктігі x кез келген ұзындығындай болады, бірақ тамшы пішіні өнімнің қандай критерийлеріне сәйкес келуі керек болса, соған байланысты биіктігі өзгеріп, ауа соққысының жылдамдығын инженерлік тұрғыдан дұрыс есептеуге мүмкіндік береді. Құрылысы қалың алюминий экструзиясынан бастап 11 калибрлі тот баспайтын болатқа дейін, ауа пышақтары 1 фунт/футтан 25 фунт/футқа дейін салмаққа ие болуы мүмкін. Өнімнің ені мен жылдамдығына байланысты, ауа пышағы өнімнің бетінен немесе одан да алыс қашықтықта тиімді соққы беруді қамтамасыз ете алады. Диаметрі дөңгелек ауа сораптары, егер олар осындай қолдану үшін арнайы жасалған болса, өнім бетінен бірнеше футқа (1-ден 2 метрге) дейінгі беттерге қарсы тиімді болуы мүмкін.
Air knives on a production line commonly range from in length with a discharge air slot or holes ranging from A stationary air knife configuration can require from one to a dozen air knives depending on the application criteria. Air is blasted through the air knife slots via an air generator, either an industrial blower or air compressor, to deliver the predetermined exit air volume and velocity needed. There are many application, environmental, efficiency and duty cycle aspects to consider when choosing between compressors and blowers. Compressed air, which is least efficient when used for air knives discharging into free air, allows for use of primary plant air. The piping sizes supplying the air knives can be as little as diameter, so they are ideal for confined spaces. Blower powered air knives must be larger in size along with larger diameter supply piping, but the efficiency improvement over compressed air is easily justified with the electrical power cost savings. Air knife designs today have evolved to where some manufacturers produce a very efficient “teardrop” shape with a .95 coefficient of discharge. These blower powered air knife designs typically have a profile of approximately wide x tall x any length, but the teardrop profile can range from tall depending on the criteria of the product for which the impact air velocity must be engineered. With construction ranging from thick aluminum extrusion to 11 gauge fabricated stainless steel, air knives can weigh 1 lb/ft to 25 lbs/ft. Depending on the width and speed of the product, the air knife can provide effective blow off performance from or more away from the surface of the product. Round air nozzles of diameter can be effective against surfaces which are up to several feet (1 to 2 meters) from the product surface when engineered for such applications.
Түрлері мен қолданулары
Ауа пышақтарының ең көп қолданылатын мақсаты – материалдың бетінен еркін тұрған материалдарды (сұйықтықтар немесе қатты заттар) ұстап тұру немесе алып тастау. Олардың қолданылуына бөтелкелер мен банкаларды толтыру және шаюдан кейін кептіру, конвейерлік жуудан кейін басу пастасы мен флюсті жою, автоматты өңдеуден кейін металл құймаларын кептіру және тағы да басқалары жатады. Олар сондай-ақ бетке қыздырылған немесе салқындатылған ауаны жеткізе алады, немесе үздіксіз металл термиялық өңдеу пештері, тағам өңдеудегі салқындату немесе сақтау аймақтарындағы немесе таза бөлмелерге кіреберістегі шаңды ұстау сияқты өнеркәсіптік қолданыстарда қыздырылған немесе салқындатылған орталарды бір-бірінен бөлетін көрінбейтін ауа кедергісін жасайды. Ауа пышақтарын көптеген салаларда, қолданыстарда және жағдайларда алуан түрлі мақсаттарда қолдануға болады. Көрінбейтін жоғары жылдамдықты ауа ағындары әртүрлі пішіндер мен өлшемдердегі ауа пышақтары арқылы шығарылуы мүмкін. Бұл төмен дәлдікті талап ететін "гаражда жасалған" қарапайым құрылғылардан бастап, 100-сыныптағы таза бөлмелерде қолданылатын ең экзотикалық металдардан жасалған ауа пышақтарына дейін жетеді. Конвейерлік ауа пышағы орнатылған жерде шуды азайту және ылғалдылықты бақылау маңызды болған жағдайларда, кейбір өндіріс орындарында ауа пышақтарын қоршаудың ішіне орнатады. Бұл қоршаулар суды ұстап, ауа пышағының шуын азайтады және қауіпсіздікке қауқет келтіруі мүмкін сұйықтықтың болуын тоқтатуға көмектеседі.
The most common use of air knives is to contain or remove free standing materials (liquids or solids) from the surface of material. The applications include drying bottles and cans after filling and rinsing, printed circuit boards following the conveyorized wash to remove solder paste and flux, metals castings after automatic machining and many more. They can also deliver heated or cooled air to a surface, or create an invisible air barrier to separate heated or cooled environments from one another in industrial applications such as continuous metal heat treating ovens, cold process or storage areas in food processing or dust containment for the entrance to clean rooms. There is a variety of uses for air knives in many different industries, applications and environments. The invisible high velocity air streams can be discharged by air knife designs of numerous shapes and sizes. These range from “garage built” devices with a low level of precision to the most exotic metals of construction used in air knives for class 100 clean rooms. In instances where noise reduction and moisture containment around a conveyorized air knife installation becomes important, some manufacturing facilities have installed air knives within an enclosure. These enclosures keep water contained, reduce the amount of air knife noise and even eliminate any liquid that could create safety concerns.
Қысылған ауамен жұмыс істейтін пышақтар
Түрлі-түрлі үрлеу құралдары әрқашан болған. Қысық ауамен үрлеуге арналған ауа пышақтары мен саптамалары, қарапайым тесік ашылған дөңгелек құбырлардан бастап, жоғары қысымды ауа пышақтарына дейін жасалған. Қысық ауаны тиімді пайдалану үшін, көптеген ауа пышақтарын өндірушілер Коанда әсерін қолданады, бұл басқа типтегі пышақтар мен саптамаларға қарағанда ауа пышағының дизайнын жақсартады. Төмен қысымды ауамен үрлеуде қысық ауаның тиімділігі үрлегіштерге қарағанда төмен болғанымен, Коанда әсерінен шабыт алған ауа пышақтары, үрлеу әсерін күшейту үшін қоршаған ауаны жоғары жылдамдықты ағысқа қосады.
There has always been a wide assortment of blow off appliances. Air knives and nozzles for compressed air blow off range from home made round pipes with holes to engineered high pressure air knives. In order to achieve the highest efficiency using compressed air, many manufacturers of compressed air knives utilize the Coandă effect to improve compressed air knife design over other types of knives and nozzles. Although the efficiency of compressed air for low pressure blow off air is much lower than blowers, the Coanda inspired air knives entrain ambient air into the high velocity stream to enhance the blow off effect.
Жарықпен жұмыс істейтін ауа пышақтары
Көз жас пішіндес ауа пышағы – бұл ауа ағызу тілігіне қарай тарылатын кеңейтілген камерасы бар, соның арқасында ауа пышақтарын жасаудағы стандарт саналады. Тесіктері бар дөңгелек құбырдың орташа шығару коэффициенті 0,6 (тиімділігі 60%) болса, көз жас пішіндес ауа пышағының тиімділігі көбінесе 0,95 (95%) құрайды. Бұл ауаның бағытталған бетіне жоғары соққы жылдамдығын қамтамасыз етеді, бұл ретте желдеткіш мотордың ең төмен қуатын қажет етеді. Мұндай көз жас пішіндес конструкциялар экструзияланған алюминийден, сондай-ақ жасалған көміртек және тот баспайтын болаттан да қолжетімді.
The teardrop shaped air knife has a bulbous plenum which tapers down to a precise air discharge slot as the standard of the blower driven air knife industry. Whereas a round pipe with holes drilled has an average coefficient of discharge of 0.6 (60% efficient), the teardrop shaped air knife is commonly 0.95 (95% efficient), which provides much higher impact air velocity to the surface at which the air is directed with the lowest blower motor power demand. These teardrop designs are available in extruded aluminum shapes as well as fabricated carbon and stainless steels.
OSHA-ның талаптары
Жұмыс қауіпсіздігі және денсаулықты сақтау басқармасының (OSHA) қысылған ауаға қатысты стандарттары мен директивалары туралы, әсіресе тазалау мақсатында қолданылған кезде, ақпарат қажет.
Information is needed regarding the Occupational Safety and Health Administration (OSHA) and their standards and directives on Compressed Air, especially when used for cleaning.