Kysymys: Kuinka 'jakoputkien' suunnittelu vähentää vuotokohtia ja optimoi monimutkaiset 20-venttiiliset pneumaattiset ohjausjärjestelmät?

Vastaus: Monitasoisien liitintälaatikoiden suunnittelu optimoi monimutkaiset 20-venttiiliset paineilmajärjestelmät keskittämällä yksittäisten venttiilien ilmanotto- ja poistoletkut yhteen keskitettyyn alumiinialustaan, mikä vähentää ulkoisia vuotokohtia jopa 75 prosenttia. Perinteisessä yksittäisten venttiilien putkijärjestelmässä 20 erillistä 5/2-tieventtiiliä vaatisi vähintään 20 erillistä ilmanottoliitintä, 40 poistolietintä sekä kymmeniä kierreliitoksia ja jakajia, mikä luo satoja mahdollisia vuotokohtia. Suunniteltu monitasoinen liitintälaatikko korvaa tämän sekasortoisuuden käyttämällä sisäisiä yhteisiä kanavia pääpaineilmanottoon ja kahden poiston kanaviin. Venttiilit asennetaan suoraan tarkkuusjyrsityn pinnan päälle, joka tiivistetään korkean luotettavuuden tasotiivistimillä tai O-renkailla. manifold-lohko tiivistettyyn alumiinialustaan, joka tiivistetään korkean luotettavuuden tasotiivistimillä tai O-renkailla. Tämä vähentää ulkoisia liitoksia vain yhdeksi yhteiseksi ilmanottolinjaksi ja kahteen poistolinjaan, mikä merkittävästi vähentää energiahäviöitä, yksinkertaistaa vianetsintää ja helpottaa älykkäiden kenttäbussiventtiiliterminaalien integrointia.

Johdanto: Puristetun ilman vuotojen korkea kustannus

Nykyisissä teollisuuslaitoksissa puristettua ilmaa kutsutaan usein neljänneksi hyödykkeeksi. Se on myös yksi kalleimmista. Puristetun ilman tuottaminen vaatii suurta sähköenergiamäärää, ja merkittävä osa tätä energiaa hukataan usein järjestelmän vuotojen kautta. Teollisuuden tilastot osoittavat, että keskimääräinen valmistava tehdas menettää 20–30 prosenttia puristetusta ilmastaan vuotoihin ennen kuin ilma saavuttaa toimilaitteen. Yksittäinen 1 millimetrin kokoisen vuoton reikä G1/4-putkessa voi maksaa yli tuhat dollaria hukattua sähköenergiaa vuodessa.

Monimutkaisissa automaatiojärjestelmissä, kuten autotehtaiden kokoonpanolinjoissa, automaattisissa lajittelukoneissa tai tekstiilikudomakoneissa, on yleistä, että 20 tai useampi suuntaventtiili toimii tiukassa läheisyydessä toisiaan. Jos nämä venttiilit kytketään erillisin putkistoin, fyysisten liitosten suuri määrä tekee vuodot melkein välttämättömiksi. AIRWORK on insinööripainotteinen valmistaja, joka keskittyy nestevirtausohjaukseen, ja se suunnittelee edistyneitä jakopaloja ja venttiilisaaria estääkseen nämä vuodot ja maksimoivakseen energiatehokkuuden.

Perinteinen erillinen putkistointi vs. suunnitellut jakopalat

Jotta ymmärrettäisiin jakopalan rakenteelliset edut, tarkastellaan 20-venttiilisen ilmanpainejärjestelmän fyysistä asettelua kahdella eri putkistointimenetelmällä:

• Yksittäisen venttiilin putkitys (putkistointi): 20:n erillisen 5/2-tieisen suuntaventtiilin kytkemiseen jokaisen venttiilin pääsyöttöporttiin tarvitaan oma syöttöhana. Jokaisessa venttiilissä on myös kaksi poistoporttia, mikä tarkoittaa, että 40 poistohanaa ja hiljennintä on hallittava. Tämä vaatii valtavan muoviputkiverkon, satoja työntökytkimiä sisältäviä kulmaputkia sekä useita pneumatiikkajakopaloja tai T-kytkimiä. Jokainen kierrekytkin edustaa mahdollista vuotokohtaa, jos se altistuu värähtelylle tai lämpötilan vaihteluille. Tarvittava fyysinen tila on suuri, ja putkien järjestely on huoltokäytännössä todellinen painajainen.
• Integroitu jakoputkikokoonpano: Integroidussa alapohjan jakoputkijärjestelmässä 20 venttiiliä on poistettu niiden yksittäisistä syöttö- ja poisto-kierreliitännöistä. Sen sijaan niissä on tasaiset kiinnityspinnat ja tiivisteportit niiden alapinnoissa. Jakoputkikokoonpano on yksi, kiinteä, kovaanodisoitu alumiinipala, jossa on G1/2- tai G3/4-yhteisiä syöttö- ja poistokanavia, jotka kulkevat sen koko pituuden läpi. Kaikki 20 venttiiliä kiinnitetään suoraan kokoonpanon yläpintaan. Tasaiset elastomeeritiivisteet sijoitetaan venttiilien runkojen ja jakoputkikokoonpanon pinnan väliin muodostaakseen ilmatiukentä tiivisteen. Ainoat ulkoiset putkiliitännät ovat 40 poistolinjaa, jotka kulkevat suoraan jakoputkikokoonpanosta sylintereihin.

Korkean stationin jakoputkikokoonpanojen suunnitteluperiaatteet

Korkean stationin jakoputkikokoonpanon (esimerkiksi 20-venttiilinen kokoonpano) suunnittelu vaatii huolellisia virtausdynaamisia laskelmia, jotta suorituskyvyn heikkenemistä voidaan estää:

• Ilmanpuutteen estäminen: Kun useat venttiilit jakoputkessa vaihtavat asentoa samanaikaisesti, ne imaisevat suuren ilmamäärän yhteisestä syöttökanavasta. Jos sisäinen syöttökanava on liian kapea, paine jakoputkessa laskee nopeasti, mikä johtaa ilmanpuutteeseen. Tämä aiheuttaa, että alapuolella olevat sylinterit liikkuvat hitaasti tai eivät pääse saavuttamaan täyttä käyttövoimaansa. Ilmanpuutteen estämiseksi AIRWORK suunnittelee yhteiset syöttökanavat runsaalla poikkipinta-alalla. 20-asentoisissa järjestelmissä on myös standardikäytäntöä syöttää pääsyöttöpaine jakoputken molempiin päihin, mikä varmistaa tasapainoisen ilmanjakelun kaikkiin asentoihin.
• Käyttöönottopaineen poistaminen: Kuten ilma on saatava nopeasti jakoputkeen, myös poistoilman on poistuttava välittömästi. Jos 20 venttiiliä poistaa ilmaa kapeaan yhteiseen kanavaan, jakoputkeen voi muodostua käyttöönottopainetta. Tämä käyttöönottopaine voi leviää takaisin muihin ei-toimivisiin venttiileihin, mikä saa niiden liukusylinterit siirtymään hitaasti tai sylintereitä liikkumaan odottamattomasti. AIRWORK-jakoputkien kaksinkertaiset ja suuret poistokanavat sekä korkean virtauksen hiljennyslaitteet varmistavat nopean ja rajoittamattoman painonlaskun.
• Tiivisteen tiukkuus: Jakoputken lohkon tiivistepinta on koneistettava erinomaisen tarkkaan tasaisuuteen (yleensä 0,05 mm:n tarkkuudella). Jokaisen venttiilin kiinnitysruuvit on kiristettävä tarkasti, jotta tiivisteen epätasainen puristuminen – mikä on yleinen mikrovuodon syy – voidaan estää. AIRWORK käyttää huippulaatuisia NBR-tasatiivisteitä, jotka ovat kestäviä tekoöljyjen voiteluaineita ja otsonihaittaa vastaan, mikä varmistaa täydellisen tiukkuuden vuosiksi kestävän käytön.
• Modulaarisuus ja tukkolevyt: Tuotantolinjat vaihtuvat usein. Hyvin suunniteltu jakoputkikokoonpano tulisi tarjota modulaarisuutta. Jos tarvitset tällä hetkellä vain 16 venttiiliä, mutta aiot laajentaa järjestelmää 20 venttiiliin tulevaisuudessa, voit asentaa 20-asioisen jakoputkikokoonpanon ja tiukentaa käyttämättömät 4 paikkaa AIRWORK-tukkolevyillä. Tämä pitää järjestelmän tiukkana ja valmiina tuleviin päivityksiin ilman, että koko alustan putkiasennusta täytyy muuttaa.

Älykäs integraatio: Jakoputkikokoonpanoista venttiilisaareen

Jakoputkikokoonpanon lopullinen kehitysaste on pneumattinen venttiilisaari (tai venttiiliterminaali). Venttiilisaarissa mekaaninen jakoputkikokoonpano yhdistetään keskitettyyn sähköiseen ohjausmoduuliin. Sen sijaan, että PLC:n lähtökortilta vedetään 20 erillistä solenoidikaapelia jokaiseen venttiiliin jakoputkikokoonpanossa, venttiilisaaren integroituun sähköpäähän liitetään yksi monipinninen kaapeli tai digitaalinen kenttäbussikaapeli (esimerkiksi EtherCAT, Profinet tai IO-Link).

Tämä älykäs sähköinen integraatio tarjoaa useita merkittäviä B2B-etuja:

• Vähentynyt johdotustyö: Johdotusaika on vähentynyt tunneista sekunneihin, koska tarvitaan vain yksi tietoliikennekaapeli ja yksi virtakaapeli.
• Edistynyt diagnostiikka: Nykyaikaiset kenttäbussiventtiilisaaret voivat seurata jokaista solenoidikelaa avoimen tai oikosulun varalta, seurata venttiilien käyttökertoja ennakoivan huollon tueksi ja havaita paikallisesti painehäviöitä sekä raportoida nämä tiedot suoraan keskitettyyn ohjausjärjestelmään (PLC).
• Tilasäästö: Koko sähköinen ja pneumatiikkaan liittyvä ohjausjärjestelmä on sijoitettu tiukkaan ja siistiympäristöön, mikä säästää kaapin tilaa ja vähentää koneen painoa.

Tarkkuusvalmistettujen jakoputkien hankinta AIRWORK:sta

Järjestelmäintegraattoreille ja OEM-koneiden valmistajille AIRWORK-jakoputkien ja venttiiliterminaalien standardointi on avain korkean tehokkuuden ja vuotamattoman automaation rakentamiseen. Jakoputkemme on koneistettu premium-luokan puristettua alumiinia, niissä on kovaanodisoitu pinta erinomaisen korrosionkestävyyden saavuttamiseksi, ja ne testataan 100 %:sti vuotamattomuudelta ennen tehtaasta lähtöä.

Kumppanuudessa AIRWORKin kanssa voitte vähentää koneiden kokoonpanoaikaa, poistaa kalliit ilmavuodot ja toimittaa asiakkaillenne siistin ja ammattimaisen näköisen ohjausjärjestelmän. Vieraile osoitteessa jzpnu.com ladataksesi 3D CAD-tiedostot, tarkistaaksesi venttiiliterminaalin konfiguraattorimme tai keskustellaksesi teknisen sovellustuen tiimin kanssa mukautetun pneumatiikan alustan suunnittelusta tänään.