工业实用效率

不要忽视管道体积与歧管安装的气动阀,以节省能源

多管式插入式气动阀的出现为机械制造商带来了福音。它允许他们安装完整的阀门包在一个安全的位置上的机器。使用d接头、串行接口模块或类似的单点布线系统,所有的电气控制输出都可以输入到歧管上的一个位置,极大地简化了布线。

随着这种进步,管道问题减少了,因为一个单一的空气压力管道可以用来供应一个共同的压力通道。同样的优点也适用于公共排气道。更换阀门不再需要水管工和电工,因为更换任何阀门都不会干扰电气连接或管道。

与大多数预付款一样,这种安排也有一些缺点,这取决于应用程序。其中之一是关于能源节约的考虑。大多数电路包括从阀门到执行器的两条线路,一条用于延长,一条用于收回。每次阀门循环时,执行器都在一侧或另一侧加压。当然,连接它们的软管或管子也必须加压。在进行尺寸计算时,油管体积通常被忽略,但不应总是被忽略。

SMC公司SY系列电磁阀汇

SMC公司的SY系列电磁阀管汇,具有串行接口模块。

油管体积并不总是无关紧要的

油管体积不提供任何工作,只是一种将压缩空气的能量转移到执行器的手段。无关紧要的?也许吧。但根据应用程序的不同,这些量可能非常大。下面是一个例子:

包装设施的瓦楞纸箱被竖立在夹层,并下降到主要楼层,在那里它们被填充、密封和托盘化。下拉盒采用重力来降低盒,但合并了一系列机械停止,以按要求排序。

每个停止包括一对两英寸孔一英寸行程气缸,以操作制动器停止盒子和释放它时,需要。总的来说,每个下拉包括四个止动器,这意味着总共有8个执行机构和4个阀门来控制它们。

该换向控制阀位于一个单一歧管的中心位置,呈现一个清洁和紧凑的包装。然而,从歧管到执行器的距离从10到25英尺不等。在操作过程中,每次阀门换档时,它会排出一段油管,并充满另一段油管。考虑到体积很小,我们可能仍然认为这是无关紧要的,但让我们看看数字。

计算风量成本

让我们先不考虑响应时间较差的潜在问题,只考虑成本。我们也假设工作压力是80psi。通过计算压缩比为6.33,并乘以体积,标准化体积为38.6标准立方英寸。如果我们让气缸每分钟启动5次,我们将消耗每分钟193个标准立方英寸,或者用更有意义的术语,0.11 scfm。这只是为了填充空气管道到最近的单站下拉。

下拉菜单上的其他三站呢?图1显示了每个站点的风量,以及所有站点的总风量。注意,航空公司向圆柱体延伸的总体积是42.8 in³。当我们计算所有八个圆柱体的总体积时,我们得到44³。这些卷几乎一模一样。现在我们有一种情况,一半的压缩空气被消耗,填满了所有的航空公司。

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图1:多站风量

如果一个下拉菜单每周7天每天24小时运行,电费为每千瓦时0.10美元,那么填充这些线路的年成本约为110美元,与我们填充钢瓶的成本相同。使用多个下拉列表,成本将成倍增加。以我们为例,该工厂有50条包装线,年成本为5500美元。

虽然这可能被视为一个极端的例子,但回想一下所有的应用,为了拥有一个清洁的阀门组件,都使用了长空气供给管道。或者考虑使用超大尺寸的油管,只是因为它方便。我们中的许多人可能认为更大的管道无论如何是更好的,一切将更有效地运行。然而,考虑到较大的油管可能会使填充体积增加一倍,而不会增加任何生产效益。

更大的油管意味着更高的成本

如果使用3/8英寸油管而不是1 / 4英寸油管,会发生什么情况?油管内径增加到0.27英寸,体积增加了2.28倍,成本也随之增加。现在每年的价格已经涨到了250美元。这只是为了下拉式填充管道。

作为一个附注,当阀门和执行器之间留下过量的空气时,即使在良好的空气过滤和干燥的地方,也有可能在这些长管道中形成液体湿气。

由于每次排气循环的绝热膨胀,问题可能会出现。当排气温度低于大气露点温度时,可能出现凝露现象。由于飞行时间长,飞行周期多,水分可能还没有完全耗尽,就会积聚在飞机上。这种积累将发生在驱动器端口附近,并最终将其工作到驱动器,缩短其寿命。

节省的美元是空气消耗减少了一半。在我们的工厂里,每年可达5500美元。

SMC系列CQ2 -标准气缸。

SMC系列CQ2 -标准气缸。

oem级别的解决方案增加了很少的成本

对于任何使用大量空气作为制造过程一部分的公司来说,降低压缩空气的成本都是一个正在进行的项目。有一种倾向是在压缩机室处理这个问题,然后在那里寻找答案。由此产生的推荐可能是昂贵的,并且需要很长的ROI。然而,如本文所述,处理需求侧问题提供了一种简单的解决方案,可以在OEM级别集成,而无需额外的成本。

当机器需要翻新时,甚至可以在现场修改这些类型的应用程序。解决这些“无关紧要”的问题将在底线上提供显著的节省。小心那些便士和美元。

关于作者

John Martin在流体动力行业工作超过35年,担任过各种职务。他最初在该行业的分销和制造方面的工作主要是在液压和过程控制方面。20多年前加入SMC后,气动成为他的工作重点。在SMC,他担任过各种职位,通常担任销售支持职位,如应用工程师、销售工程师和产品专员。

关于美国SMC公司

美国SMC公司是一个全球性组织的一部分,为每个工业化国家的客户提供支持,是总部位于日本的SMC公司在美国的子公司。自成立以来,SMC一直是气动技术的领导者,以“为工业节省自动化劳动”为指导原则,为工业提供支持自动化的技术和产品。在过去的50多年里,SMC的产品通过销售、技术、供应和售后服务在世界市场上建立了一个公认的国际品牌。

在53个国家设立了子公司和合资企业。生产设施遍布30个国家。此外,销售网络遍布83个国家,在500个地点提供当地服务。SMC提供多年来积累的技术、在新产品中发挥作用的工程师、能够在短时间内交付多种产品的生产能力,以及在美国和世界各地的广泛销售网络。有关更多信息,请访问https://www.smcusa.com/

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