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    優(yōu)化使用真空技術(shù)的考量因素

    優(yōu)化使用真空技術(shù)的考量因素

    真空技術(shù)在食品及其他產(chǎn)品包裝中發(fā)揮著(zhù)巨大作用。從真空包裝到管狀袋、泡罩包裝和熱成型包裝等,都需要用到真空。如果沒(méi)有真空,將無(wú)法處理和運輸紙箱,或操作自動(dòng)裝托盤(pán)和揀配系統。很多灌裝機也使用真空來(lái)給產(chǎn)品進(jìn)料或處理包裝(拾取和貼裝)。與壓縮空氣技術(shù)相比,很多用戶(hù)覺(jué)得真空技術(shù)十分晦澀難懂。這就是真空泵經(jīng)常被誤操作或者造成其輸出過(guò)剩的原因。這將導致客戶(hù)對處理結果不滿(mǎn)意、流程易中斷、能耗過(guò)大或運行成本過(guò)高等問(wèn)題。為了幫助您盡可能高效地使用真空技術(shù),以達到優(yōu)化流程、降低運行成本的目標,請您參考以下 考量因素。

    1. 了解真空物理學(xué)的相關(guān)知識

    真空泵和真空系統的主要目的是將空氣從一個(gè)密閉系統中抽出,以形成真空。這意味著(zhù)所產(chǎn)生的壓力值低于大氣壓力或環(huán)境壓力。

    圖 1:以毫巴(mbar)和百分比為單位的真空度示例。

    在包裝技術(shù)中,可以利用真空來(lái)進(jìn)行抽吸、抽空、成型、壓制、夾持、移動(dòng)、填充和運輸操作。所使用的真空度取決于具體的應用領(lǐng)域,但務(wù)必控制在 1 到 900 毫巴 mbar范圍內。假設大氣壓力(氣壓)為 1,000 mbar,相對應的真空度應在 10% 至 99.9% 之間(圖 1)。除了通過(guò)真空泵實(shí)現對應的真空度(稱(chēng)為“極限壓力”)外,真空泵的抽氣速率是另一個(gè)關(guān)鍵變量。抽氣速率表示真空泵在一定時(shí)間內能夠抽吸的空氣量。抽氣速率通常以“立方米/小時(shí) [m3/h]”為單位。這兩個(gè)技術(shù)參數是相互關(guān)聯(lián)的。這種關(guān)系可用所謂的“抽氣速率曲線(xiàn)”來(lái)描述(圖 2)。

    圖 2:典型的抽氣速率曲線(xiàn):抽氣速率隨著(zhù)壓力的降低而降低。

    1. 選擇理想的真空發(fā)生器

    真空技術(shù)有多種類(lèi)型。下列機械真空泵或鼓風(fēng)機主要應用于包裝技術(shù)領(lǐng)域(圖 3):

    圖 3:不同真空泵的比較及其在包裝中的潛在用途。

    干式旋片真空泵

    干式旋片真空泵是各種包裝工藝的理想選擇。該泵的最大真空度能夠達到 100 mbar。但是,抽氣速率不應超過(guò) 40 m3/h,因為此類(lèi)大型真空泵葉片更易磨損,抽氣速率過(guò)高將會(huì )大幅增加維修工作量及相關(guān)成本。

    油潤滑旋片真空泵

    油潤滑旋片真空泵的真空度可達到 0.1 mbar。此類(lèi)真空泵是真空包裝行業(yè)的標配設備,也可以用于整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的諸多其他應用。旋片真空泵的抽氣速率范圍為 3 至 1,600 m3/h。工作液在內部回路中循環(huán)輸送。

    干式爪式真空泵

    干式爪式真空泵無(wú)需在壓縮腔室中使用工作液。此類(lèi)真空泵采用非接觸式工作原理,因此幾乎免維護。其極限壓力最高可達 40 mbar,轉速可在 20 到 80 Hz 間進(jìn)行調節,這使得它們適用于根據需求變化改變輸出要求的工藝。一般抽氣速率在 40 至 1000 m3/h 之間。

    干式螺桿真空泵

    干式螺桿真空泵也不需要工作液來(lái)壓縮抽出的空氣。它們可以達到 0.1 mbar 及以下的真空度。由于大多數應用都需要真空泵在較高的壓力下運行,螺桿真空泵通常作為配備額外羅茨泵的旋片真空泵的替代方案,只應用于較大型的真空包裝機。5. 側流風(fēng)機

    側流風(fēng)機的顯著(zhù)特征之一便是高抽氣速率。由于側流風(fēng)機只實(shí)現了低壓差,使其最大真空度只能達到 500 mbar。因此,它們非常適用于需要高抽氣速率和低真空度的應用領(lǐng)域。雖然側流風(fēng)機免維護,但如果在接近其性能極限的情況下使用,將會(huì )導致其能源效率較低。3. 真空供給的規格

    對于用戶(hù)而言,準確地了解其具體工藝,熟知其所需的真空度和抽氣速率是十分重要的。否則,往往會(huì )選擇規格過(guò)大的真空泵,導致不必要的能源和運行成本。在加工參數不斷變化的情況下,我們建議您選擇可按需求變化進(jìn)行調整的真空泵,這種真空泵可以持續保持所需的真空度,或者保證穩定的抽氣速率。

    1. 選擇中央或本地真空供給

    選擇為整個(gè)工廠(chǎng)或多個(gè)真空用戶(hù)提供集中式真空供給還是分散式真空供給(每臺機器都配備專(zhuān)屬真空泵),會(huì )對您的采購和運行成本產(chǎn)生決定性影響。因此,謹慎權衡您的選擇尤為重要。 安裝到機器內部或鄰近機器的單臺真空泵比集中式真空供給更便宜,主要的原因是無(wú)需采購和安裝管道系統的費用。然而,必須注意的重點(diǎn)是,中央真空供給系統所使用的真空泵的數量要遠少于分散式真空供給解決方案。得益于更低的維護和能耗成本,運行成本也會(huì )減少。并且中央真空供給系統可以安裝在包裝或生產(chǎn)區域外。因此不會(huì )在您的工作站產(chǎn)生噪音或積聚熱量。配備控制面板的中央真空供給系統還可以根據驅動(dòng)需求輕松滿(mǎn)足輸出要求,并且可以在更大的輸出范圍內運行。 所以,請您咨詢(xún)真空專(zhuān)家后再決定是否使用中央真空供給。

    1. 利用真空罐或緩沖罐提高效率

    單臺真空泵上的真空罐,甚至是大型真空供給系統的真空罐都可以節約大量能耗。 可以將其安裝在真空泵或真空系統與使用真空的設備之間。通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的控制裝置,即可將真空罐中的真空維持在一個(gè)特定水平。一旦達到這個(gè)水平,真空泵就會(huì )自動(dòng)關(guān)閉或切換到怠速模式。如果真空罐中的壓力上升并超過(guò)規定值,則真空泵重新啟動(dòng)。如果沒(méi)有這個(gè)真空罐,真空泵將會(huì )始終保持滿(mǎn)功率運行,這就意味著(zhù)它將消耗更多的能源。使用帶變速驅動(dòng)裝置的真空泵可以進(jìn)一步提升節能效果。

    1. 考慮能耗成本

    真空發(fā)生器的能耗成本不能根據電機額定功率來(lái)計算,因為這只能片面地反映實(shí)際功耗。電機額定功率及其他工作系數規格增加了不確定性。雖然這種規格形式符合美國 NEMA 標準,但事實(shí)上確實(shí)低于實(shí)際運行時(shí)的功率消耗。 除此之外,在不同的壓力范圍內,不同類(lèi)型的真空技術(shù)所消耗的電量也不盡相同。在 0.1 到 10 mbar 的真空度下,油潤滑旋片真空泵只需要規定額定能耗的 40% 到 60%。只有知道整個(gè)壓力曲線(xiàn)的軸功率以及包裝工藝的壓力條件,才能直接比較能耗。值得信賴(lài)的真空泵和系統制造商能夠為客戶(hù)計算出預期能耗。

    1. 計算總成本

    在購買(mǎi)真空技術(shù)時(shí),您不應該僅通過(guò)比較不同真空泵和不同制造商的投資和能耗成本來(lái)做出決定。您應該關(guān)注的是較長(cháng)時(shí)期內的預期總成本。像能耗成本一樣,運行成本也會(huì )有很大差異。重要的是要考慮到維護工作和由此產(chǎn)生的停機時(shí)間、備件成本以及工作液的采購和處理。




    【更新時(shí)間:2024-7-20】
    發(fā)布日期:2024-7-20   已經(jīng)瀏覽 1133次
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