Kas izraisa aizsprostotu plūsmu pneimatiskajās sistēmās un kā tas ietekmē veiktspēju?

MY1B sērijas tipa pamata mehānisko savienojumu cilindri bez stieņiem

Kad pneimatiskās sistēmas pēkšņi zaudē efektivitāti un cilindri kustas gausi, inženieri bieži vien neņem vērā vienu būtisku vaininieku - aizsprostotu plūsmu. Šis fenomens klusi samazina sistēmas veiktspēju, izraisot dārgas dīkstāves un neapmierinātus operatorus. Ja nav pareizas izpratnes, tas, kam vajadzētu būt vienmērīgai darbībai, kļūst par dārgām galvassāpēm.

Pneimatiskajās sistēmās plūsma sastrēgums rodas, kad gaisa ātrums sasniedz skaņas ātrumu (Maš 1¹) plūsmas ierobežojuma šaurākajā vietā, tādējādi radot plūsmas ātruma maksimālo robežu, ko nevar pārsniegt neatkarīgi no spiediena pieauguma pret plūsmu. Šis ierobežojums būtiski samazina jūsu sistēmas veiktspējas potenciālu.

Kā Bepto Pneumatics pārdošanas direktors esmu bijis liecinieks tam, ka neskaitāmi inženieri cīnās ar noslēpumainiem veiktspējas kritumiem. cilindrs bez stieņiem² lietojumprogrammas. Pagājušajā mēnesī ar mums sazinājās vecākais tehniskās apkopes inženieris Roberts no Mičiganas automobiļu rūpnīcas, kurš bija neizpratnē par pēkšņu 40% ražošanas līnijas ātruma samazināšanos. Atbilde? Dūstoša plūsma, ko neviens nebija pareizi diagnosticējis.

Satura rādītājs

Kas tieši ir aizsprostota plūsma pneimatiskajos lietojumos?
Kā identificēt aizsprostotas plūsmas simptomus jūsu sistēmā?
Kādi ir galvenie aizsprostotas plūsmas stāvokļa cēloņi?
Kā novērst un atrisināt aizsprostotas plūsmas problēmas?

Kas tieši ir aizsprostota plūsma pneimatiskajos lietojumos?

Lai izprastu plūsmu ar aizsprostojumu, ir jāizprot fizikālās īpašības, kas saistītas ar ātrgaitas gaisa kustību caur ierobežojumiem.

Dusinātā plūsma ir maksimālais masas plūsmas ātrums, ko var sasniegt caur jebkuru konkrētu atveri vai ierobežojumu, kad lejupejošais spiediens samazinās zem aptuveni 53% no augšupejošā spiediena, izraisot gaisa ātruma sasniegšanu līdz skaņas ātrumam ierobežojuma vietā.

Diagramma un grafiks ilustrē aizsprostotu plūsmu. Diagrammā parādīts gaisa paātrinājums līdz skaņas ātrumam pie vārsta ierobežojuma. Grafikā redzams, ka, kad lejpus plūsmas esošā un augšpus plūsmas esošā spiediena attiecībai samazinoties zem kritiskās spiediena attiecības (aptuveni 0,53), masas plūsmas ātrums sasniedz maksimumu un paliek nemainīgs. — Dūstošās plūsmas un kritiskā spiediena attiecības vizualizēšana

Skaņas ātruma fizika

Kad saspiests gaiss paātrinās caur sašaurinātu eju, tā ātrums palielinās, bet spiediens samazinās. Kad gaiss sasniedz skaņas ātrumu (aptuveni 1125 pēdas sekundē istabas temperatūrā), turpmāks spiediena kritums lejup pa straumi nevar palielināt plūsmas ātrumu. Tas rada "aizrīšanās" stāvokli.

Kritiskais spiediena koeficients

Pneimatiskajās sistēmās maģiskais skaitlis ir 0,528. kritiskā spiediena attiecība³. Ja lejpus plūsmas spiediens nokrītas zem 52,8% no augšupejošā spiediena, rodas aizsprostota plūsma neatkarīgi no tā, par cik pazeminās lejupejošais spiediens.

Stāvoklis	Augšupējais spiediens	Lejupejošais spiediens	Plūsmas statuss
Normāla plūsma	100 PSI	60 PSI	Zemskaņas, mainīgs
Kritiskais punkts	100 PSI	53 PSI	Sasniegtais skaņas ātrums
Dūstošs plūsmas plūsma	100 PSI	30 PSI	Maksimālā plūsma, skaņas

Kā identificēt aizsprostotas plūsmas simptomus jūsu sistēmā?

Agrīna aizsprostotas plūsmas simptomu atpazīšana novērš dārgus ražošanas kavējumus un iekārtu bojājumus.

Galvenie rādītāji ir šādi: cilindri pārvietojas lēnāk, nekā gaidīts, neskatoties uz atbilstošu padeves spiedienu, neparastas sūcošas skaņas no izplūdes atverēm, nekonsekvents cikla laiks un plūsmas ātrums, kas nepalielinās, palielinoties padeves spiedienam.

Darbības rādītāji

Acīmredzamākais simptoms ir tas, ka, palielinot padeves spiedienu, neizdodas uzlabot cilindra apgriezienus. Ja jūsu balons bez stieņa darbojas ar tādu pašu ātrumu neatkarīgi no tā, vai tas tiek apgādāts ar 80 PSI vai 120 PSI, iespējams, ka plūsma ir sastrēgusi.

Akustiskās signatūras

Duslota plūsma rada īpatnējas, augstas frekvences svilpšanas vai sūkstīšanās skaņas, kas īpaši jūtamas pie izplūdes atverēm un ātri atvienojamiem savienotājelementiem. Šīs skaņas norāda, ka gaiss sasniedz skaņas ātrumu.

Kādi ir galvenie aizsprostotas plūsmas stāvokļa cēloņi?

Sistēmas darbību ierobežo vairāki faktori, kas bieži vien darbojas kopā, tādējādi ierobežojot sistēmas veiktspēju.

Visbiežāk sastopamie cēloņi ir mazizmēra savienotājelementi un caurules, piesārņoti vai nolietojušies vārstu sēdekļi, pārmērīga pretspiediens⁴ ierobežojošas izplūdes sistēmas un nepareiza izmēra plūsmas regulēšanas vārsti, kas rada nevajadzīgus ierobežojumus.

Komponentu izmēru noteikšanas problēmas

Atceros, kā palīdzēju Marijai, kura vada iepakojuma iekārtu uzņēmumu Štutgartē, Vācijā. Viņas jaunā ražošanas līnija pastāvīgi uzrādīja nepietiekamus rezultātus, lai gan tajā tika izmantotas augstākās kvalitātes sastāvdaļas. Vainīgais? 1/4" savienotājelementi sistēmā, kas paredzēta 3/8" plūsmas ātrumiem. Pārorientējoties uz atbilstoša izmēra Bepto ātrgaitas savienojumiem, viņas cikla laiks uzlabojās par 35%.

Sistēmas projektēšanas faktori

Sastāvdaļa	Mazizmēra ietekme	Pareiza izmēra noteikšanas priekšrocības
Piegādes caurules	Rada sastrēgumus	Uztur spiedienu
Izplūdes sistēmas savienotājelementi	Izraisa pretspiedienu	Nodrošina brīvu plūsmu
Vārstu porti	Ierobežojumi plūsmas kapacitātei	Maksimāli palielina veiktspēju

Ar apkopi saistīti cēloņi

Piesārņojums, nolietojušies blīvējumi un bojāti vārstu sēdekļi pakāpeniski samazina efektīvo diafragmu izmērus, galu galā izraisot aizsprostotas plūsmas apstākļus pat pareizi projektētās sistēmās.

Kā novērst un atrisināt aizsprostotas plūsmas problēmas?

Efektīva aizsprostotās plūsmas pārvaldība apvieno pareizu sistēmas konstrukciju un proaktīvas tehniskās apkopes stratēģijas.

Profilakses stratēģijas ietver: atbilstoša izmēra komponentu izvēli maksimālajam plūsmas ātrumam, spiediena attiecību uzturēšanu virs kritiskajām robežvērtībām, regulāru tehniskās apkopes grafiku ieviešanu un augstas kvalitātes rezerves daļu, kas saglabā sākotnējās plūsmas īpašības, izmantošanu.

ADVU sērijas kompaktie pneimatisko cilindru montāžas komplekti

Dizaina risinājumi

Visefektīvākā pieeja ietver visu komponentu - cauruļu, veidgabalu, vārstu un pieslēgvietu - izmēru noteikšanu maksimālajam nepieciešamajam caurplūduma ātrumam, nevis vidējiem darba apstākļiem. Tas nodrošina drošības rezervi pret aizsprostotas plūsmas apstākļiem.

Uzturēšanas labākā prakse

Regulāra nodilstošo komponentu pārbaude un nomaiņa novērš pakāpenisku ierobežojumu uzkrāšanos. Bepto mūsu rezerves cilindri saglabā oriģināliekārtu ražotāju ražojuma plūsmas raksturlielumus, vienlaikus piedāvājot izcilu izturību un ātrāku piegādes laiku.

Sastāvdaļu atlases kritēriji

Izvēlieties sastāvdaļas ar plūsmas koeficienti (Cv vērtības)⁵ atbilst jūsu maksimālās plūsmas prasībām. Nomainot oriģināliekārtu daļas, pārliecinieties, ka alternatīvas saglabā vai pārsniedz oriģinālās plūsmas specifikācijas.

Secinājums

Izprotot un pārvaldot aizsprostotu plūsmu, pneimatisko sistēmu veiktspēja no nomācošiem ierobežojumiem kļūst prognozējama un optimizēta, kas palielina produktivitāti un samazina dīkstāves izmaksas. 🎯

Bieži uzdotie jautājumi par aizsprostotu plūsmu pneimatiskajās sistēmās

J: Pie kāda spiediena koeficienta pneimatiskajās sistēmās rodas aizsprostota plūsma?

A: Duslota plūsma rodas, kad lejpus plūsmas esošais spiediens nokrītas zem 52,8% no augšupejošā spiediena, radot skaņas ātruma apstākļus, kas ierobežo maksimālo plūsmas ātrumu neatkarīgi no turpmākiem spiediena samazinājumiem.

J: Vai aizsprostota plūsma var sabojāt pneimatiskos komponentus?

A: Lai gan aizsprostota plūsma pati par sevi komponentus tieši nebojā, ar to saistītie lielie ātrumi un spiediena svārstības laika gaitā var paātrināt vārstu ligzdu, blīvējumu un veidgabalu nodilumu.

J: Kā aprēķināt, vai mana sistēma saskarsies ar aizdambētu plūsmu?

A: Salīdziniet jūsu sistēmas spiediena kritumu caur ierobežojumiem ar kritisko attiecību 0,528. Ja lejpus plūsmas spiediens, dalīts ar augšpus plūsmas spiedienu, ir mazāks par 0,528, pastāv aizsprostotas plūsmas apstākļi.

J: Kāda ir atšķirība starp aizsprostotu plūsmu un spiediena kritumu?

A: Spiediena kritums ir spiediena samazinājums berzes un ierobežojumu dēļ, bet aizsprostota plūsma ir īpašs stāvoklis, kad gaisa ātrums sasniedz skaņas ātrumu, radot plūsmas ātruma griestus.

J: Vai lielākas caurules var novērst aizsprostotas plūsmas problēmas?

A: Lielākas caurules samazina spiediena kritumus un var palīdzēt uzturēt spiediena attiecību virs kritiskajām robežvērtībām, taču mazākais ierobežojums jūsu sistēmā galu galā noteiks aizdambētas plūsmas potenciālu.

Uzziniet vairāk par Maha skaitli un tā nozīmi kā bezdimensiju lielumu šķidrumu dinamikā, kas raksturo plūsmas ātruma attiecību starp plūsmas ātrumu gar robežu un vietējo skaņas ātrumu. ↩
Iepazīstieties ar bezstieņa cilindru konstrukciju, veidiem un priekšrocībām rūpnieciskās automatizācijas lietojumos. ↩
Izpētīt termodinamikas principus un kritiskā spiediena attiecības atvasināšanu saspiestai plūsmai. ↩
Izpratne par pretspiediena cēloņiem pneimatiskajās sistēmās un tā negatīvo ietekmi uz veiktspēju un efektivitāti. ↩
Uzziniet, kā plūsmas koeficientu (Cv) izmanto, lai mērītu un salīdzinātu pneimatisko un hidraulisko vārstu caurplūdumu. ↩

Saistīts

Kas ir skaņas vadītspēja pneimatiskajos vārstos un kā kritiskais spiediena koeficients ietekmē plūsmu ar aizsprostojumu?

Kā darbojas pneimatisko cilindru amortizācija, lai novērstu bojājumus un troksni?

Kā tiek mērīts pneimatisko solenoīdu vārstu reakcijas laiks? Pilnīgs ceļvedis

Sveiki, es esmu Čaks, vecākais eksperts ar 15 gadu pieredzi pneimatikas nozarē. Uzņēmumā Bepto Pneumatic es koncentrējos uz augstas kvalitātes pneimatisko risinājumu nodrošināšanu, kas pielāgoti mūsu klientiem. Mana kompetence aptver rūpniecisko automatizāciju, pneimatisko sistēmu projektēšanu un integrāciju, kā arī galveno komponentu pielietošanu un optimizāciju. Ja jums ir kādi jautājumi vai vēlaties apspriest sava projekta vajadzības, lūdzu, sazinieties ar mani pa e-pastu chuck@bepto.com.