处理瓦楞纸板与优化压力调节的空气驱动真空泵

使用吸盘和空气驱动真空泵是一种较好的抓取和处理瓦楞纸板材料和纸箱的方法，如箱/纸箱安装机和旋转纸箱机。基于机器人的应用，如码垛和去码垛，是另一个例子，抓取和处理的最佳实践技术是吸盘和空气驱动真空泵。

包装过程与几个瓦楞纸板/纸箱处理应用

工厂真空系统不是能源优化和补偿最坏的情况

瓦楞纸板是一种多孔材料，空气通过材料的流动速度会变化，即使在一个明确的质量。当使用吸盘时，空气泄漏也将取决于吸盘唇将密封波纹表面的程度，这可以随循环而变化(纸箱到纸箱)。

	真空泄漏当一个杯子应用到瓦楞纸板来自多孔材料和瓦楞纸板表面。

在设计瓦楞纸箱材料的真空处理系统时，传统的原则是根据最坏的情况来确定尺寸，以保证在每个循环中都有足够的夹持力。折中方案是，该系统在大多数周期中都“过大”(=额外的钱花在产生真空流的能量上)。2012年，在一家生产巧克力的全球食品公司，对一个纸箱竖立机进行了实地测试，结果显示，为了处理纸板材料上泄漏变化的“异常值”，该系统过大，高达43%(能耗)。

如果空气驱动真空泵的流量和能耗可以根据纸板的质量自动调整每个周期/样品会怎样?

高真空压力造成纸杯损坏纸板表面

吸盘提供了一个温和的解决方案，相对于其他方法，不会损坏纸板的表面，如果正确使用。对于大多数纸板处理应用来说，吸盘可能产生的夹持/提升力是绰绰有余的。吸盘的夹持力可以由吸盘的大小和真空压力来控制。第一层浮纸在纸板表面的损坏，来自吸盘，与真空压力有关。因此，在提升/处理力和可能的表面损伤之间有一个平衡，很难对每个周期/样品进行微调。经常使用不必要的高真空压力来获得足够的吸力，而不是足够大的杯子。这就增加了

	瓦楞纸板箱上典型的纸杯损坏痕迹。

在一个特定的循环中，当真空压力增加时，纸杯内的泄漏流量大大低于预期/平均，纸板表面损坏。

如果一个固定/恒定的真空水平可以保证独立于纸板质量在每个周期?这将避免损坏/标记，并仍然确保足够的真空压力，以保持最大的生产速度。

在不影响提升能力的前提下降低真空压力，可以节省大量的能源和成本

吸盘的升力(F)由两个因素定义:

(1) F (N) = A x P

F =牛顿力(N)

A =吸盘面积(m2) =>圆形吸盘app:(π*Diam2)/4

P =真空压力(Pa = N/m2)

根据公式(1)和面积是一个“正方形”单位的事实，很明显，与改变真空压力相比，改变吸盘面积将增加或减少更多的力。因此，真空压力的微小下降不会对力产生太大影响。

一个例子:

如果真空压力从65 - kpa [19.2 -inHg]降低到55 - kpa [16.2- inHg]，一个带吸盘Ø40mm的杯子可以减少15%的升力。另一方面，在55 - kpa [16.2- inHg]下，从Ø40 mm杯到Ø50 mm杯将使>增加35%的力。

简单的结论-使用尽可能低的真空压力和尽可能大的吸盘

降低泄漏物料的真空压力将极大地影响气泵的能耗。当真空压力较深时，清除真空泵漏气的能力会急剧下降。这适用于所有类型的真空泵，不仅仅是空气驱动的。

例如:在直径为50mm的瓦楞纸杯上，如果真空压力能从65 - kpa [19.2 -inHg]降低到55 - kpa [16.2- inHg]，空气/能源节约将在25-30%范围内。在一个正常规模的应用中，每年运行2000小时，这意味着每年节省100 >欧元(125美元)的能源成本(确切的成本节约取决于当地每千瓦时的成本)。

气动真空泵的传统调节

	传统的空气调节器

传统上，空气驱动真空泵的进料压力调节是由手动控制的空气压力调节器进行的。空气调节器将调节高压供应管道，并给设备设定/调节恒定的空气压力，例如空气驱动泵，独立于空气压力流量。在前面的章节中，我们已经证明了瓦楞纸板处理应用与真空和杯子，它将是最经济，能源效率和温和(没有标记/损坏)，如果给空气驱动泵的压力可以从循环变化到循环，以保持真空水平恒定。如果使用手动控制调节器，则需要一个全职人员在每个周期中手动调整进料压力——这在任何工业国家、新兴国家或发展中国家都没有意义!!

一种具有巨大优势的新型调节方案——“恒定真空”压力调节器

piSAVE是一款专为气动真空泵/喷射器设计的新型空气压力调节器。代替手动调整真空泵/喷射器的恒定空气压力，操作者可以手动调整和设置一个恒定的真空水平。调节器将从泵/系统的传感端口上感知真空，并通过增加或降低真空泵的空气压力来保持恒定的真空水平。一开始是全压力启动，直到达到设定的真空水平，以便在吸盘作用于表面时有充分的力和吸取速度。

piSAVE优化，空气驱动泵/喷射器的恒定真空压力调节器

可以用散热器/加热器进行类比，以更好地理解空气驱动泵的真空控制调节器与传统调节器的优势。在老式的加热器/散热器上，流体流动(=加热能力)是由一个人使用旋转旋钮手动调节的。当室内温度因室外温度的变化而升高或降低时，流体流动旋钮必须由人手动调节，这既费时又恼人.....在现代系统中，所要求的室内温度设定一次，然后散热器的流体流量(=采暖量)自动调整以保持所设定的室温。

散热器的类比

同样的事情适用于真空系统处理瓦楞纸板。我们知道，从所有角度来看，恒定的真空压力是最好的，这可以通过调整空气驱动真空泵的进料压力来实现，但传统的空气调节器太耗时，手动调节调节器，一个循环一个循环。与piSAVE优化，这是自动完成的。所需的真空压力被设定在一个优化的水平一次。

总结

在处理瓦楞纸板的系统中，一个尽可能恒定和低的真空压力(优化)将:

• 消除表面损坏/留下痕迹的风险
• 每箱包装机最多可减少30-50%的能耗(在本例中)。对于包装机这样的典型操作设备来说，这将意味着每年节省100亿欧元(125美元)(1000千瓦时)的成本(能源)。一些设施可以有50台机器，所以节省的能源加起来。

一个超大的真空系统处理瓦楞纸板是一个变化的泄漏从循环到循环(纸箱到纸箱)处理最差的情况下的样品。对于大多数循环/样品，它将产生不必要的深真空压力(额外的能量消耗)，并有损坏表面的风险。

一个恒定的真空水平的材料，如瓦楞纸板，有一个大的泄漏变化(通过和超过表面)循环周期，现在可以很容易地实现使用一种新型真空控制空气压力调节器。Piab提供了piSAVE优化该功能。

piSAVE优化的操作范围为设定真空度从25 -kPa [7.4 - inhg]到70- kPa [20.7 - inhg]。

它可以与任何空气驱动泵/喷射器工作，在推荐的进料压力下，空气消耗从app 100Nl/min [3.5 scfm]到900 Nl/min [31.8 scfm]。如果使用较小的引射器，一个piSAVE优化可以用于两个或更多的小型引射器。piSAVE优化可用于单级空气驱动真空泵/喷射器以及多级真空泵/喷射器。技术并不重要。piSAVE是为气动泵量身定制的最佳选择压力调节器。

除了从环境角度来看的积极节能效果外，对于新安装的设备来说，与传统空气调节器相比，价格上的低差异将在几个月内得到回报。更新一个已经有监管机构的旧系统，通常在不到一年的时间内就能在瓦楞纸板的吸盘处理应用中获得回报。

欲了解更多信息，请联系迈克Tuohey， piab， (800) 321-7422，www.piab.com

阅读更多真空技术的文章,请访问www.ghtac.com/technology/vacuum

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2013年3月