错过的需求面机会第4部分-有效利用空气驱动文丘里真空发生器
18时th世纪意大利物理学家乔凡尼文丘里发现当空气强制通过锥形喷嘴速度随压力降低,既不是他也不是任何人都可以想象这将最终产生的一个最常用和最高度有争议的产品在今天的行业——文丘里真空发生器(又名,喷射器)。
- 许多终端用户，由于缺乏信息，不完全了解这个产品的好处，最重要的是它的局限性。为了进一步混淆这个问题，不同的制造商给它们起了不同的名字，如泵，喷射器，真空换能器泵等。最普遍接受的类别名称是文丘里真空发生器，它准确地描述了它的功能。
- 对一些人来说，这是有史以来最伟大的事情。对另一些人来说，这是对空气的不断浪费。行业领导者持续的产品开发使这些产品，当适当应用时，不仅方便和响应，而且经常是一个非常节能的选择。
它是如何工作的
在其最简单的形式，单级文丘里发生器通过锥形文丘里孔流动空气。当锥形孔板在尺寸上打开时，压力下降，速度增加。这种强度是这样的，真空(压力低于周围的空气压力)形成，从过程中抽真空的空气被拉入流动的气流并吹出。
文丘里真空发生器的优点
- 没有转动部件
- 真空随空气供应立即开启和关闭
- 低成本
- 快速修复或更换
- 可以位于非常接近的过程，减少抽气量和提供更快的循环时间
文丘里真空发生器的缺点/机会
- 使用更多的植物空气来吸引更高的真空度
- 标准装置在打开时使用压缩空气
- 100 psig级压缩空气比真空更昂贵
- 性能对压缩空气供应压力敏感
充分利用优点，减少缺点的基本操作和设计考虑
文丘里真空发生器在开启时使用压缩空气；因此，将准时性降至最低至关重要。仅提供所需的真空，然后关闭发电机的“压缩空气供应管”。由于压缩空气通常会继续流动，因此不要关闭工艺的真空管路。
文丘里真空发生器一般应设在尽可能接近或实际过程:
- 当控制良好时，有效的文丘里发生器在分散系统中提供了很大的灵活性。
- 采用分散式系统，文丘里管发生器安装在吸盘附近或吸盘本身上。通过减少要排空的体积，消除多余的软管、弯头、配件、阀门、过滤器等，将空气使用量降至最低。
- 当一个适当的系统设计策略被实施时，它将利用位于工艺附近的文丘里真空发生器的能力，快速反应并迅速抽真空，然后在可能的情况下关闭空气供应。
- 利用目前最先进的文丘里真空发生器-低压进口压缩空气，自动关闭空气供应(和真空)，缩小尺寸和更好的杯选择使用最低可能的真空水平-将几乎总是提供有效的真空压缩空气使用。
发展变化引入多级发电机
为了提高这种效率，人们开发了多级真空发生器。多级装置使用一系列的喷射器和喷嘴，使压缩空气在可控级内膨胀。这通常会将压缩空气消耗与真空流量的比率提高到约1:3或更好的水平。多级机组也非常安静，可以在较低的压力下产生真空。这种性能将减少在相同条件下所需的压缩空气流量，并/或减少反应时间，提高生产率。重要的是不要在非额定进口压力的情况下操作多级机组，否则会对阀门正时产生负面影响。早期的模型很大，有些笨重，经常不能安装在杯子附近。
同轴多级文丘里真空发生器
同轴单元是多级真空发生器，多级阀门安装在同轴盖管周围，这显著地流线通过发生器的流型。基本设计允许同轴墨盒，以满足和提供许多不同的流量和压力的要求。在许多情况下，发电机本体内的同轴盒可以与另一个交换，以使相同的硬件以相对较低的成本以最佳的能源效率满足不同的条件。同轴多级文丘里真空发生器的开发和生产带来了更多的游戏不仅仅是一个更有效的空气驱动真空泵。其设计的特点使产品小型化，同时大大提高了性能，降低了维护和维修，这也导致了文丘里真空系统设计和配置的巨大变化，进一步减少了仅受想象限制的压缩空气的使用。
新型节能文丘里真空发生器系统附件和减少能源影响的系统设计机会
- 使用低压进口压缩空气
最近开发的同轴多级文丘里真空发生器可适当应用于较低的进口压缩空气压力，从而减少压缩空气的使用，以产生相同的基本空气排出量，从而达到类似的真空水平。同轴泵高压和低压筒通常在一个主体内可互换。
- 使用较低的真空度意味着更快的疏散时间和更低的能量(压缩空气使用)
大部分的疏散时间是在12英寸汞柱和更深的真空。因此，尽可能使用更大或更合适的杯子使用更低的真空水平是可以考虑的。适当的杯型选择对于优化运营成本和生产率至关重要，而新的真空杯技术将继续扩大这种机会。
例如，一个直径40mm、27英寸汞柱真空级别的真空杯可以举起5.5磅。一个直径75mm的真空杯在18英寸汞柱的真空级别将提起标称22磅。将真空从18“汞柱增加到27”汞柱，能源效率将降低10倍。
建立“工具技术的末端”
这些非常有效，甚至更轻和更小的发电机的小型化，一些现在3D打印机制造，这允许进一步和更快地使用“工具的终结技术。”这样就可以将文丘里发生器直接安装在真空杯上，实现从集中应用到分散应用的过程。而不是从中央安装的真空发生器，唯一的抽气量是低于杯子。将这与内置的自动空气关闭和所需的压缩空气流量往往减少到几乎可以忽略不计的“吹”。
这使得机械系统设计人员在空间和循环时间允许的情况下，能够更多地利用工具结束时的撤离。压缩空气流仍然存在，以抵消任何泄漏，而不会掉落工件。
案例研究
在最近的一次汽车工厂审计中，我们测量了使用以下设备的中央系统的压缩空气使用量——(2)较大的中央真空发生器，运行在87psig，每个发电机3杯。空气消耗量为112scfm，每分钟40次，以0.06千瓦时/ 8000小时/年计算，大约为11,200美元/年。
将6个杯子转换为“End of Tool Technology”，在每个杯子上安装一个真空发生器，自动关闭，降低到10.79scfm，每分钟40次;在相同条件下，费用为每年1 079美元。因此，预计这一过程每年节省10 121美元。
适用时改进系统的其他新配件
内置排气关闭吸盘是一种具有很高潜在能量影响的产品，是新开发的带有内置阀门的杯连接器，只有当杯安装在部件上并需要真空时才会打开。当没有部件可拾取时，这些阀门就会关闭。
如果机器上有多个皮碗，并且要拾取各种尺寸和形状的工件，则任何未使用的皮碗都不会将开放的环境空气吸入排空气流。从而优化过程中压缩空气的使用。
进入抽空气流的恒定开放流量将增加工作杯达到目标真空度所需的压缩空气开启时间。在某些情况下，可能需要缩短循环时间以避免产品掉落。
真空调节器代替压缩空气调节器
这些真空调节器直接控制实际真空水平，而不是进口压力间接控制真空水平。测试表明，这将更有效地减少“准时”。
总结
在过去五十年中，随着生产机械制造商发现其尺寸、可行性和固有的快速响应时间允许设计灵活性，最重要的是，生产线速度增加，气动文丘里真空变得越来越流行。这一点在20世纪80年代和90年代尤其如此，因为自动化在寻求生产率提高方面的发展迅猛。
不幸的是，很少有人注意到这些产品的运行能源成本，这些产品利用压缩空气——一个工厂最昂贵的公用事业。
除了多级文丘里真空发生器，它过去是，现在仍然是最重要的发展，很少有真正的创新已实施的基本技术。大多数开发都集中在控制等行业问题上。最大的缺失是产品知识和培训，从生产机器制造商到工厂工程和维护人员。
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