气动真空泵压力调节优化处理瓦楞纸板

使用吸盘和空气驱动真空泵是纸箱机（如箱子/纸箱安装机和旋转纸箱机）中瓦楞纸板材料和纸箱的首选抓取和搬运方法。基于机器人的应用，如码垛和去码垛，是抓取和搬运的最佳实践技术是通过吸盘和空气驱动真空泵的其他例子。

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。

当设计瓦楞纸箱材料的真空处理系统时，传统的原则是根据泄漏的最坏情况确定尺寸，以便在每个循环中都有足够的握力。折衷方案是，在大多数循环中，系统都是“超大的”（=用于产生真空流的额外能源）。2012年，在一家制造巧克力的全球食品公司，对一台纸箱安装机进行了现场测试，结果表明，该系统的尺寸过大，高达43%（能耗），能够处理纸板材料泄漏变化的“异常值”。

如果空气驱动真空泵的流量和能耗可以根据每个循环/样品的纸板质量自动调整，该怎么办？

由于高真空压力，纸杯对纸板表面造成损坏

与其他方法相比，吸盘提供了一种温和的抓握解决方案，如果使用得当，不会损坏纸板表面。对于大多数纸板搬运应用而言，吸盘可能产生的夹持/提升力已经足够了。夹持力可由杯的大小和真空压力控制。吸盘对纸板表面第一层浮纸的损坏与真空压力有关。因此，在提升力/搬运力和可能对表面造成的损坏之间存在一种平衡，对于每个循环/样品而言，很难对其进行微调。经常使用不必要的高真空压力来获得足够的吸力，而不是足够大的吸盘。这增加了风险

	瓦楞纸板箱上杯子的典型标记/损坏。

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。

如果固定/恒定的真空度能够独立于每个循环中的纸板质量得到保证，该怎么办？这将避免造成损坏/标记，并确保足够的真空压力以保持最大生产速度。

在不影响提升能力的情况下，降低真空压力可节省大量能源和成本

吸盘的提升力（F）由两个因素定义：

(1) F (N) = A x P

F=力，单位为牛顿（N）

A=吸盘面积（m2）=>对于圆形吸盘app：（π*直径）/4

P=真空压力（Pa=N/m2）

根据公式（1）和面积为“正方形”单位的事实，很明显，通过改变吸盘面积和改变真空压力，力会增加或减少更多。因此，真空压力的小幅度降低对力的影响不大。

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：如果在直径为50mm的波纹材料/盒子上，真空压力可以从65-kPa[19.2-inHg]降低到55-kPa[16.2-inHg]，则空气/能源节约将在25-30%的范围内。在一个正常规模的应用程序中，每年运行2000小时，这意味着每年节省的能源成本超过100欧元（125美元）（确切的成本节约取决于每千瓦时的本地成本）。

气动真空泵的传统调节

	传统的空气调节器

传统上，气动真空泵的进料压力调节由手动控制的空气压力调节器进行。空气调节器将调节高压供应管路，并为装置（例如气动泵）提供设定/调节的恒定空气压力，而不受空气压力流量的影响。在前面的章节中，我们已经证明，对于带有真空和真空杯的瓦楞纸板处理应用，如果空气驱动泵的供给压力可以在不同的循环中变化，以保持真空水平恒定，则将是最经济、节能和温和的（无痕迹/损坏）。有了手动调节器，每个周期都需要一名全职人员手动调节进料压力——这在任何工业、新兴或欠发达国家都毫无意义！！

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 Optimization，一款用于气动泵/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/标记的风险
• 每个封隔器的能耗降低30-50%（本例中）。这意味着对于一个典型的处理应用，如装箱机，每年将节省超过100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，因此节省的能源加起来。

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 Optimization的设定真空度工作范围为25-kPa[7.4-inHg]至70-kPa[20.7-inHg]。

它可以与任何空气驱动泵/喷射器一起工作，该泵/喷射器在推荐的进料压力下的空气消耗量从约100Nl/min[3.5 scfm]到900 Nl/min[31.8 scfm]。如果使用较小的喷射器，一个piSAVE优化可用于两个或更多的小型喷射器。piSAVE Optimization可用于单级气动真空泵/喷射器以及多级真空泵/喷射器。技术不重要。piSAVE optimize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，对于新安装而言，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。更新一个已经有调节器的旧系统，通常会在不到一年的时间内在瓦楞纸板吸盘处理应用中得到回报。

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

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2013年3月