Reduzierung des Druckluftverbrauchs bei Trocknungs- und Abblasanwendungen
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Nov 22
Wahrscheinlich verbringen Sie nicht viel Zeit damit, über all die Anwendungen in Ihrem Werk nachzudenken, die Druckluft benötigen. Aber Druckluft ist kostspielig und kann leicht 1/3 des gesamten Stromverbrauchs einer Anlage ausmachen. Dennoch wird Druckluft oft als Fixkostenfaktor betrachtet und bei der Betrachtung von Prozessverbesserungen übersehen. Wenn das in Ihrem Werk der Fall ist, ist es vielleicht an der Zeit, diesen Ansatz zu überdenken. Sie können möglicherweise Zehntausende oder sogar Hunderttausende von Euro pro Jahr einsparen, wenn Sie den Druckluftverbrauch bei Ihren Trocknungs- und Abblasvorgängen erheblich reduzieren.
Neben der drastischen Verringerung des Luftverbrauchs können Änderungen auch andere positive Auswirkungen haben:
- Geringere Lärmbelastung
- Verbesserte Arbeitssicherheit
- Präziseres, wiederholbares Trocknen und Abblasen
Welche Änderungen sollten Sie also in Betracht ziehen? Wenn Sie offene Rohre, Rohre mit Bohrungen oder Rohre mit Schlitzen zum Trocknen und Abblasen verwenden, sollten Sie stattdessen unbedingt Luftdüsen oder Luftmesserpakete in Betracht ziehen. Offene Rohrsysteme sind zwar schnell, einfach und kostengünstig in der Herstellung, haben aber auch viele Nachteile:
- Sehr hoher Luft- und Stromverbrauch.
- Hoher Lärmpegel - die Einhaltung der OSHA-Anforderungen an den Lärmpegel kann ein Problem darstellen.
- Die Sicherheit der Arbeiter kann beeinträchtigt werden. Hoher Lärm kann zu Gehörschäden führen, und es kann zu Verletzungen kommen, wenn ein Arbeiter versehentlich die Öffnung im Rohr blockiert.
Schauen wir uns die verschiedenen Optionen, die Richtlinien für die Verwendung und die Möglichkeiten zur Energieeinsparung genauer an.
Mit Gebläseluft betriebene Luftmesserpakete (auch AirKnife Packages genannt) können die Betriebskosten um 95 % oder mehr senken
Einige Trocknungs- und Abblasvorgänge eignen sich gut für den Einsatz von Regenerativgebläsen und Luftmessern. Die Verwendung von Gebläseluft anstelle von Druckluft kann zu erheblichen Einsparungen führen und jährlich Tausende von Euro einsparen. Zusätzlich zu den geringeren Kosten bieten Luftmesser-/Gebläsepakete folgendes:
- Saubere, erwärmte Luft.
- Geringe Betriebsgeräusche - keine Schallschutzhauben erforderlich.
- Einfache Installation und Bedienung.
Folgende Aspekte sprächen für die Umrüstung auf Luftmesser-/Gebläsesysteme:
- Geschwindigkeit ist wichtiger als Aufprall.
- Das Öl in der Druckluft verursacht Qualitätsprobleme.
- Große Anwendungsbereiche - mehr als 60 cm.
- Erhitzte Luft wird benötigt.
- Luftmesser können sehr nah an der Zieloberfläche platziert werden - 10 cm oder weniger.
Leistung und Effizienzsteigerung hängen von den einzelnen Komponenten ab, die im Luftmesser/Gebläsesystem oder -paket verwendet werden. Es gilt viele Faktoren zu berücksichtigen, darunter die Länge des Luftmessers, die Größe des Luftschlitzes, die Leistung des Gebläses und eine breite Palette von Zusatzkomponenten.
Integrität des Luftstroms: Ein "Muss" für ein Luftmesser
Die meisten Luftmesser zeichnen sich durch schlanke Linien aus, um den Einsatz in einer Vielzahl von Fertigungsumgebungen zu erleichtern. Aber hier enden die Ähnlichkeiten im Design normalerweise. Einige Luftmesser sind mit einer vorstehenden Vorderkante ausgestattet, die den Luftstrom in einem geraden Strom aus dem Messer herausführt und einen Luftstrom erzeugt, der gleichmäßiger ist als andere Luftmesser. Diese Konstruktion macht sich auch den Coanda-Effekt und die Luftmitnahme zunutze, um auf wirtschaftliche Weise einen gleichmäßigen und konstanten Luftstrom zu erzeugen.
Das Design der verlängerten Kante verbessert den Lufteinzug und gewährleistet die Gleichmäßigkeit des Luftstroms.
Der Coanda-Effekt bewirkt, dass sich die zugeführte Luft an der Oberfläche des Luftmessers festsetzt und dazu beiträgt, die Gleichmäßigkeit des Luftstroms weiter stromabwärts aufrechtzuerhalten. Dieser Effekt schafft auch eine Bedingung, die das Mitreißen von Umgebungsluft begünstigt, um das Gesamtluftvolumen zu erhöhen.
Das Ergebnis dieser Vorderkantenkonstruktion ist ein gleichmäßiger, hochvolumiger, konstanter Luftstrom über die gesamte Länge des Messers. Die mit vielen Luftmessern verbundenen Probleme der Fleckenbildung werden beseitigt. Ein weiterer Vorteil des speziellen Designs besteht darin, dass es eine visuelle Orientierungshilfe für die Positionierung des Luftstroms bietet, die die Strömungsrichtung anzeigt. Dies ermöglicht eine einfache Positionierung des Messers, um eine maximale Zielabdeckung zu gewährleisten.
Ein bisschen was über Gebläse
Ähnlich wie bei den Luftmessern gibt es auch bei den Gebläsen verschiedene Typen. Die Leistungs- und Wartungsanforderungen können sehr unterschiedlich sein, daher sollten Sie die Alternativen sorgfältig prüfen. Aus diesen Gründen werden häufig Regenerativgebläse zur Versorgung von Luftmessern empfohlen:
- Minimale Wartung: Im Gegensatz zu anderen Gebläsetypen sind Regenerativgebläse robust, zuverlässig und erfordern nur seltene, minimale Wartung.
- Höhere Betriebseffizienz: Dank des dynamischen Funktionsprinzips wird eine bestimmte Luftmenge zurückgeführt, so dass Regenerativgebläse eine vergleichbare Leistung wie viele mehrstufige Gebläse oder Drehkolbengebläse erbringen.
DAS REGENERATIVE PRINZIP
Bei einem Regenerativgebläse besteht der Verdichtungsraum aus einem hohlen Kreisring zwischen den Spitzen der Laufradschaufeln und den Gehäusewänden. Im Betrieb saugt das rotierende Laufrad Luft aus der Ansaugöffnung in den Verdichtungsraum und bewegt sie durch die Zentrifugalkraft radial nach außen zum gekrümmten Gehäuse. Der Vorgang wird als "regenerativ" bezeichnet, da während der Drehung eine bestimmte Luftmenge an jeder Laufradschaufel vorbeifließt und zur erneuten Beschleunigung an die Basis einer nachfolgenden Schaufel zurückkehrt.
Low Flow Luftmesser: Maximale Effizienz in kleinen Bereichen
Wenn der Platz begrenzt ist und der Prozess keinen Temperaturanstieg verträgt, sind Luftmesser mit geringem Durchfluss, die mit Druckluft arbeiten, eine hervorragende Option.
Diese Art von Luftmesser nennt man Low Flow Luftmesser. Es liefert einen gleichmäßigen Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit über die gesamte Länge des Messers (siehe Abbildung 2). Das Trocknen und Abblasen erfolgt schnell und effizient bei minimalem Luftverbrauch. Im Vergleich zu einem 8 cm-Rohr mit drei Bohrungen verbraucht ein 8 cm-Low-Flow-Luftmesser etwa 92 % weniger Luft.
Ein weiteres attraktives Merkmal von Luftmessern mit niedrigem Durchfluss ist der Geräuschpegel. Bei vielen Anwendungen liegt der Geräuschpegel unter 70 dB(A) - niedriger als bei vielen Druckluftoptionen. Die für kleine Bereiche konzipierten Luftmesser mit niedrigem Durchfluss werden in der Regel in der Nähe des Ziels montiert. Die maximale Messerlänge (oder die kombinierte Länge aller Messer) ist auf weniger als 60 cm begrenzt. Bei Anwendungen, die nur ein oder zwei Luftmesser benötigen, können die Betriebskosten durch den Einsatz von Modellen mit geringem Durchfluss erheblich gesenkt werden.
Zu den Vorteilen von Luftmessern mit niedrigem Durchfluss gehören:
- Hohe Geschwindigkeit, gleichmäßiger Luftstrom.
- Niedriger Geräuschpegel.
- Geringe Bauhöhe für eine einfache Montage.
- Effizient - minimaler Luftverbrauch.
Luftverstärker erhöhen Intensität und Effizienz
Ein variabler Luftverstärker ist eine weitere Option bei der Verwendung von Druckluft. Luftverstärker erzeugen einen konstanten Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit für sehr gezielte Trocknungs- und Abblasanwendungen. Der Wirkungsgrad wird maximiert, da zusammen mit der Druckluft zusätzliche freie Luft durch das Gerät gezogen wird.
Variable Luftverstärker bieten in der Regel eine Abdeckung im Bereich von 19 bis 100mm bei einem Abstand von 150 mm. Üblicherweise werden sie für die Punkttrocknung, das Abblasen und die Absaugung verwendet, doch eignen sich variable Luftverstärker auch ideal für Roboteranwendungen.
Zu den Vorteilen der Verwendung variabler Luftverstärker gehören:
- Äußerst effizienter Einsatz von Druckluft - bis zu 90 % weniger als bei offenen Rohren und 60 % weniger als bei Luftdüsen.
- Liefert größere Luftmengen und arbeitet mit höherem Druck als Luftdüsen für schnelles Trocknen und Abblasen.
- Geräuscharm.
Luftdüsen: Eine bessere Richtung
Luftdüsen wandeln ein Druckluftvolumen mit niedrigem Druck in einen gezielten, konzentrierten Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit, einen flachen Fächer oder einen Luftvorhang mit hoher Schlagkraft um. Luftdüsen eignen sich ideal für viele Anwendungen und sind in einer Vielzahl von Typen, Kapazitäten, Größen und Werkstoffen erhältlich.
Luftdüsen werden häufig zum Bewegen von Materialien und zum Reinigen, Trocknen und Kühlen von Teilen verwendet. Die hohe Schlagkraft dieser Düsen gewährleistet eine effektive Trocknung und Abblasung auch bei runden oder unregelmäßig geformten Produkten.
Zu den Vorteilen, die Luftdüsen bei jedem Einsatz bieten, gehören:
- Deutliche Reduzierung des Druckluftverbrauchs im Vergleich zu offenen Rohren. (Siehe Abbildung 4.)
- Bis zu 60 % geringere Lärmbelastung, je nach Ausgangsdruck der Luft. Bei 7 bar beispielsweise würde ein offenes Rohr einen Geräuschpegel von 98 dB(A) erzeugen, während eine Luftdüse 85 dB(A) erzeugen würde, was einer Verringerung von 13 dB(A) und einer wahrgenommenen Geräuschreduzierung von 60 % entspricht.
- Verbesserte Sicherheit. Viele Luftdüsen sind so konstruiert, dass sie nicht zum Stillstand kommen, wenn die Düse versehentlich gegen eine flache Oberfläche stößt.
- Der gezielte Luftstrom, der von den Düsen abgegeben wird, kann die Effektivität und Effizienz des Trocknens und Abblasens verbessern. In der Regel wird eine vollständigere Trocknung, auch in Rissen und Spalten, erreicht.
Wichtigste Auswahlkriterien
Die meisten Trocknungs- und Abblasvorgänge können von der Verwendung von Luftdüsen profitieren. Bevor Sie jedoch die für Ihren Betrieb am besten geeignete Düse auswählen können, müssen Sie die folgenden Begriffe verstehen.
Geräuschpegel. Die Kapazität, der Luftdruck und die Positionierung der Düse wirken sich alle auf den Lärm aus.
Leitlinie:
- Höhere Durchflussraten und höhere Drücke erhöhen im Allgemeinen den Geräuschpegel.
- Hindernisse im Weg der Düse oder das Auftreffen auf Gegenstände erhöhen ebenfalls den Schallpegel.
Leitlinie: Die effektive Reichweite nimmt im Allgemeinen mit zunehmendem Abstand von der Düse zu.
Der lineare Aufprall gibt die relative Kraft pro Entfernungseinheit über die Sprühbreite an. Flache Sprühbilder haben eine ziemlich gleichmäßige Aufprallverteilung über die effektive Sprühfläche. Die Anordnung der Düsen in einem Verteiler entsprechend der effektiven Sprühabdeckung sorgt für einen gleichmäßigen linearen Aufprall auf der gesamten Zielfläche.
Der maximale spezifische Aufprall ist ein direkter Hinweis auf die auf eine Oberfläche aufgebrachte Sprühintensität. Er liefert Informationen über die maximale Kraft pro Flächeneinheit, die zum Vergleich der Sprüheffektivität unter verschiedenen Bedingungen verwendet werden können.
- Bei gleicher Leistung hat eine Düse mit einer engeren Abdeckung eine größere Wirkung als eine mit einer breiteren Abdeckung.
- Um die Geräusche zu reduzieren, die durch das Auftreffen der Luft auf das Ziel verursacht werden, vergrößern Sie wenn möglich den Abstand zwischen Düse und Ziel.
- Um die Anzahl der erforderlichen Düsen zu reduzieren, positionieren Sie die Düsen so, dass sie in einem vergleichsweise flachen Winkel seitlich über ein sich bewegendes Ziel streifen.
- Bei der Erzeugung eines Luftvorhangs sollten die Düsen in einem Abstand von bis zu 300 mm angeordnet werden.
- Wenn Sie Luftdüsen zur Reinigung verwenden, neigen Sie die Düsen um 15° bis 45°, um die Entfernung von Verunreinigungen sicherzustellen.
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