Nguyên lý chân không của Venturi: Cách thức hoạt động, giới hạn của nó và khi nào nên chọn nó

Máy dựng thùng carton bị mất chân không giữa chu kỳ và dây chuyền bị kẹt. Đội bảo trì kéo máy bơm chân không và phát hiện các cánh gạt bị mòn, màng sương dầu trên sàn và chu kỳ làm việc thực sự yêu cầu lực hút khoảng 1,5 giây trong mỗi 6 giây. Mô hình đó, lực hút không liên tục với thời gian giữ ngắn và mức chân không vừa phải, chính xác là nơi áp dụng nguyên lý venturi.

Đây là câu trả lời ngắn gọn. Đối với lực hút không liên tục, phi tập trung và không bao giờ cần đi sâu hơn khoảng -60 kPa, máy tạo chân không venturi thường là lựa chọn đơn giản hơn, sạch hơn và có tuổi thọ cao hơn. Đối với chân không được giữ liên tục trong vài phút, ở mức dưới -80 kPa hoặc đối với đầu cắm trung tâm cấp nguồn cho nhiều trạm, nguồn chân không cơ học như bơm cánh gạt quay hoặc bộ chân không Roots thường sẽ có chi phí sở hữu ít hơn trong hơn mười năm. Phần còn lại của bài viết này cho biết những đường phân chia đó đến từ đâu và cách kiểm tra chúng bằng số thực trước khi bạn đặt hàng.

Nguyên lý Venturi trong thuật ngữ kỹ thuật đơn giản

Buộc một chất lỏng đi qua một kênh thu hẹp và cùng một khối lượng phải đi qua một tiết diện nhỏ hơn mỗi giây. Vận tốc tăng, áp suất tĩnh giảm. Đó là mối quan hệ của Bernoulli ở dạng hoạt động và bên trong máy tạo chân không, nó là toàn bộ sản phẩm: vùng áp suất thấp ở cổ họng là thứ kéo không khí vào qua cổng bên.

Khí nén đi vào vòi phun ở áp suất khoảng 0,5 MPa, khoảng 5 bar. Vòi phun chuyển đổi áp suất đó thành vận tốc và dòng chảy bị nghẹt ở cổ họng, đó là lý do tại sao lực hút ngừng cải thiện khi áp suất cung cấp vượt qua một điểm nhất định. Hai kích thước quyết định hiệu suất bạn nhận được: đường kính vòi phun, thiết lập mức tiêu thụ không khí và lưu lượng hút có sẵn, và cấu hình bộ khuếch tán, thiết lập độ chân không tối đa mà thiết bị có thể giữ.

Các số liệu điển hình cho một máy phun được chế tạo tốt trên không khí 5 bar: thiết bị một tầng đạt khoảng -40 đến -60 kPa, trong khi thiết bị nhiều tầng có hai hoặc ba vòi nối tiếp đạt khoảng -80 đến -90 kPa. Dưới -90 kPa, nguyên lý venturi không còn thực tế nữa vì vẫn còn quá ít chênh lệch áp suất để điều khiển lưu lượng hút hữu ích.

Máy hút chân không Venturi và Máy hút cơ học: So sánh thẳng thắn

Hầu hết những sai lầm trong lựa chọn đều xuất phát từ việc so sánh giá mua máy phun với giá mua máy bơm và dừng lại ở đó. Sự so sánh hữu ích đặt ra chu kỳ hoạt động so với tổng chi phí và bảng bên dưới là phiên bản chúng tôi sử dụng khi khách hàng hỏi liệu máy phát điện venturi có đủ hay không.

Đọc bảng theo một hướng: máy phun giành chiến thắng về thời gian phản hồi, các bộ phận chuyển động và khả năng chịu khí bẩn hoặc ướt, trong khi các máy cơ khí giành chiến thắng khi hoạt động liên tục và chi phí năng lượng trên mỗi đơn vị chân không.

Nơi máy phát điện chân không Venturi giành được vị trí của họ

• Xử lý liên tục. Đầu gắp và đặt, dụng cụ dựng thùng carton, dụng cụ mở túi và dụng cụ dán nhãn cần chân không trong một phần của mỗi chu kỳ.
• Cài đặt phi tập trung. Máy phát điện được gắn vào cốc hút nên không có đường chân không dài bị rò rỉ và không bị sụt áp để bù đắp.
• Khí ẩm, bụi hoặc ăn mòn. Với vật liệu thân phù hợp, không có cánh gạt hoặc vòng bi nào bị mòn trên đường dẫn khí.
• Khu vực nguy hiểm. Khí nén thực hiện công việc nên không có động cơ điện hoặc thiết bị chuyển mạch nào đặt ở điểm hút.
• Đạp xe nhanh, lặp đi lặp lại. Phản hồi được đo bằng mili giây, phù hợp với các dòng chỉ mục tốc độ cao.

Hồ sơ bảo trì tuân theo cùng một danh sách: bộ lọc, bộ giảm thanh và đôi khi vòi phun là những vật dụng dễ bị mòn duy nhất và việc hoán đổi vòi phun chỉ mất vài phút.

Nguyên tắc Venturi không phù hợp ở đâu và chi phí của nó là bao nhiêu

Khí nén là tiện ích đắt tiền nhất ở hầu hết các nhà máy. Sản xuất một mét khối khí nén ở áp suất 7 bar thường tiêu thụ khoảng 0,1 kWh điện trước khi thất thoát phân phối và một máy phun chỉ chuyển đổi một phần năng lượng khí nén khiêm tốn đó thành công chân không hữu ích. Một máy phát điện cung cấp lưu lượng hút 300 Nl/phút có thể hút 200 đến 400 Nl/phút khí nén cho mỗi giây nó được cấp điện.

Nhiệm vụ liên tục là cái bẫy thứ hai. Một máy phun chạy 100% thời gian sẽ trả tiền cho khí nén mỗi giây, trong khi một máy bơm cơ học có công suất hút tương đương chạy bằng động cơ sẽ rẻ hơn nhiều trên mỗi giờ hoạt động. Trên mức thuế khoảng 50%, việc so sánh năng lượng thường đảo ngược trong vòng một hoặc hai năm.

Chân không tối đa là giới hạn thứ ba và tiếng ồn là giới hạn thứ tư. Máy phun thường ở mức 70 đến 90 dB(A) trên một mét và cần một bộ giảm thanh có kích thước phù hợp thay vì một phích cắm có lỗ trên đó, bởi vì bộ giảm thanh tạo thêm áp suất ngược sẽ lặng lẽ đánh cắp dòng hút.

Kiểm tra kích thước và chấp nhận trước khi bạn đặt hàng

1. Cố định chân không mục tiêu ở cốc chứ không phải ở máy phát điện. Âm 50 kPa tại cổng có thể trở thành -30 kPa tại phôi do rò rỉ và tổn thất ống.
2. Nêu rõ khối lượng sơ tán và thời gian cho phép. Di chuyển 0,5 L đến -60 kPa trong 200 ms là một sản phẩm khác với việc di chuyển 20 L đến -40 kPa trong 5 giây.
3. Trích dẫn áp lực cung cấp ở trường hợp xấu nhất. Số liệu về lực hút trong danh mục thường được lấy ở mức 6 bar và tiêu đề giảm xuống 4,5 bar khi thay đổi ca mang lại ít hơn đáng kể.
4. Ngân sách cho rò rỉ. Một phôi xốp hoặc không đồng đều có thể rò rỉ nhiều không khí hơn kích thước đầu phun có thể xử lý được.
5. Giữ ống dẫn khí ngắn và dày. Một ống 10 mm có chiều dài 10 m có thể tiêu tốn nhiều áp lực cung cấp hơn so với áp suất hồi phục của vòi phun.

Sự chấp nhận nên được đo lường, không phải giả định. Chạy máy ở áp suất cung cấp bình thường thấp nhất, đo chân không bằng máy đo đã hiệu chuẩn ở cốc và tính thời gian cho chu kỳ bằng bộ đếm PLC. Cũng đo tiếng ồn ở mức 1 mét, vì tuyên bố "yên lặng" của nhà cung cấp sẽ chẳng có ý nghĩa gì nếu không có con số kèm theo.

Nếu quyết định cuối cùng chuyển sang nguồn chân không cơ học, việc kiểm soát tiếng ồn thường trở thành một hạng mục riêng biệt vì máy thùy quay trong phòng máy mở không phải là thiết bị yên tĩnh. Việc lựa chọn bao vây sẽ dễ dàng hơn nhiều khi nó được lên kế hoạch cùng với máy thay vì sau khi có khiếu nại đầu tiên từ ca đêm.

Vỏ cách âm cho máy thổi rễ Ngày nay có rất nhiều luật tìm cách điều chỉnh tiếng ồn do các dây chuyền sản xuất công nghiệp tạo ra. Hơn nữa, nhiều công nhân đã đệ đơn kiện đòi bồi thường thiệt hại thính giác do… Xem sản phẩm →

Khi chu trình làm việc yêu cầu nguồn chân không cơ học

Một số nhiệm vụ đơn giản là không phù hợp với khí nén. Một đầu cắm trung tâm cung cấp cho 20 trạm, một quy trình giữ chân không trong vài phút, một dây chuyền vận chuyển chân không hoặc một máy giấy cần chân không ổn định trong suốt ca làm việc, tất cả đều cần một máy quay tạo ra chân không trong thời gian động cơ quay.

Máy hút chân không Roots là sự lựa chọn thông thường ở phía khô trong phạm vi đó. Hai vấu quay ngược chiều, được đồng bộ hóa bằng bánh răng định thời, di chuyển khí mà không chạm vào nhau và không có dầu trong đường dẫn khí, phù hợp với không khí xử lý chứa hơi miễn là đầu vào được lọc. Thiết kế tương tự là giai đoạn tăng cường tiêu chuẩn khi một quy trình cần chân không sâu hơn mức chân không mà một máy có thể tự đạt được.

Bơm chân không rễ Tốc độ dòng chảy: 0,6 ～ 713,8m³ / phút Xem sản phẩm →

So sánh bơm chân không Roots với bơm cánh gạt quay dưới tải sản xuất thực tế là câu hỏi chúng tôi thường trả lời; phiên bản ngắn gọn là bộ phận cánh gạt tự đạt được độ chân không sâu hơn, trong khi bộ phận Roots xử lý công suất cao hơn và nhiều độ ẩm hơn mà không cần thay dầu theo lịch trình.

Phương pháp tiếp cận hai giai đoạn ở cả hai bên hàng rào

Dàn dựng không phải là duy nhất cho máy móc cơ khí. Bộ phun hai giai đoạn đặt vòi thứ hai ở phía hạ lưu của vòi thứ nhất và sử dụng áp suất trung gian để tăng thêm động lượng cho dòng chảy, đó là cách một thiết bị nhỏ gọn đạt tới -80 kPa trong đó một giai đoạn duy nhất dừng lại ở khoảng -55 kPa. Sự đánh đổi là gần gấp đôi mức tiêu thụ khí nén cho cùng một lưu lượng hút, do đó, nó chỉ có tác dụng khi thực sự cần mức độ sâu hơn.

Dàn máy hoạt động theo nguyên tắc tương tự. Hai giai đoạn thùy quay nối tiếp đạt tỷ lệ áp suất cao hơn một cặp rôto, đó là lý do tại sao các thiết bị hai giai đoạn xuất hiện ở bất cứ nơi nào một giai đoạn duy nhất bị đẩy đến giới hạn nhiệt của nó: áp suất chênh lệch nhiều hơn cho cùng một diện tích và hệ số công suất riêng tốt hơn tại điểm làm việc.

Máy thổi rễ dòng hai giai đoạn Tốc độ dòng chảy: 0,6 ～ 120m³/ phút Xem sản phẩm →

Quyết định bằng ba con số và một phép tính: mức chân không bạn thực sự cần ở phôi, thể tích bạn phải chân không và phần của chu kỳ mà chân không được giữ. Những điểm không liên tục và nông cạn đối với nguyên lý venturi; các điểm liên tục và sâu về phía máy quay; và phần giữa của phạm vi là nơi so sánh chu kỳ hoạt động của chi phí khí nén với chi phí điện để giải quyết tranh luận.

Cho dù ứng dụng của bạn thuộc về phía nào của dòng đó, phần cứng vẫn phải phù hợp với phương tiện, môi trường và sơ đồ điều khiển thay vì chỉ có một số liệu về luồng danh mục. Trong trường hợp máy thùy quay khô là câu trả lời, bạn nên kiểm tra lựa chọn dựa trên kinh nghiệm dịch vụ ở cùng nhiệm vụ trước khi đặt hàng. Nền tảng sản xuất của chúng tôi bao gồm các máy hai thùy để xử lý nước, vận chuyển bằng khí nén và nhiệm vụ chân không, cùng với bộ giảm thanh, tủ điều khiển và bộ làm mát để biến máy thành một hệ thống lắp đặt hoạt động.