שאלה: כיצד ההנדסה של 'בלוקי מנהלות' מפחיתה נקודות דליפה וממירה מערכות בקרה פנאומטיות מורכבות של 20 שסתומים?

תשובה: הנדסת בלוקי המניפולד ממזינה מערכות פנאומטיות מורכבות של 20 שסתומים על ידי איחוד אספקת האוויר והפיחות של השסתומים הבודדים לתחתית תת-אלומיניום מרכזית אחת, ובכך מצמצמת את נקודות הדלף החיצוניות עד ב־75 אחוז. במערכת צינורות שסתומים בודדים מסורתית, 20 שסתומים נפרדים מסוג 5/2 דרישה לפחות 20 חיבורים נפרדים לאספקת הלחץ, 40 חיבורים נפרדים לפיחות, ועשרות חיבורים רצופים וחילוקים, מה שיוצר מאות מסלולים אפשריים לדליפות. בלוק מניפולד מהונדס מחליף את הסדרה הזו באמצעות תעלות פנימיות משותפות לאספקת הלחץ הראשית ולשני קווי הפיחות. השסתומים מותקנים ישירות על פני השטח המפורק במדויק של הבלוק, ומחוסמים באמצעות גaskets שטוחות בעלות אמינות גבוהה או טבעות O. בלוק מניפול מחוסמים באמצעות גaskets שטוחות בעלות אמינות גבוהה או טבעות O. בכך מצמצמים את החיבורים החיצוניים למסילה אחת בלבד לאספקת הלחץ המשותפת ושתי מסילות לפיחות, מה שמביא לצמצום דרמטי באובדן אנרגיה, פישוט של זיהוי תקלות, ותמיכה באינטגרציה של טרמינלים חכמים לשסתומים ברשת שדה.

מבוא: העלות הגבוהה של דליפות באוויר דחוס

במפעלים תעשייתיים מודרניים, אוויר דחוס נקרא לעיתים קרובות "השירות הרביעי". זהו גם אחד היקרים ביותר. ייצור אוויר דחוס דורש כמות גדולה של אנרגיה חשמלית, וחלק משמעותי מהאנרגיה הזו מבוזבז לעיתים קרובות דרך דליפות במערכת. סטטיסטיקות התעשייה מראות כי בממוצע, מפעל ייצור מאבד 20% עד 30% מהאוויר הדחוס שלו עקב דליפות, עוד לפני שהאוויר מגיע למתנע. חור דליפה בגודל מילימטר אחד בקו G1/4 עלול לעלות יותר מאלף דולר בשנה בשל חוסר יעילות חשמלית.

במערכות אוטומציה מורכבות, כגון קווי montage של כלי רכב, מכונות מיון אוטומטיות או מנגנוני טקסטיל, נפוץ מאוד להתקין 20 שסתומים לשליטה בכיוון או יותר בקרבה רבה זה לזה. אם שסתומים אלו מחוברים באופן פרטני, כמות החיבורים הפיזיים הגדולה כמעט ומביאה לтеחית. כיצרן המتخصص בהנדסת בקרת כוח נוזלי, AIRWORK מעצב בלוקי מאניפולד ואיילנדים של שסתומים כדי למנוע דליפות אלו ולמקסם את יעילות האנרגיה.

צינורות פרטניים מסורתיים לעומת מאניפולדים מהונדסים

כדי להבין את היתרונות המבניים של בלוק מאניפולד, נבחן את הסידור הפיזי של מערכת פנאומטית הכוללת 20 שסתומים בשתי שיטות חיבור שונות:

• צינוריות שסתומים פרטניים (הידראוליקה): כדי לחבר 20 שסתומי כיוון נפרדים מסוג 5/2-דרכי, יש לחבר צינור אספקה נפרד לכל שסתום ליציאת האספקה הראשית שלו. לכל שסתום יש גם שני יציאות פליטה, כלומר יש לנהל 40 צינורות פליטה ומשתקים. זה מחייב רשת ענקית של צינורות פלסטיים, מאות חיבורים בצורת מתחם דחיפה, ומספר בלוקים להפצת אוויר או חיבורי T. כל חיבור עם ר threaded מהווה נקודת דליפת פוטנציאלית אם הוא נתון לרעידות או לשינויי טמפרטורה. השטח הפיזי הנדרש גדול, וארגון הצינורות מהווה אתגר תחזוקתי קשה.
• בלוק מנהלת משולב: במערכת מנהלת תחתונה משולבת, 20 השסתומים ניקו מהחוטים האינדיבידואליים שלהם לספק ולניפוח. במקום זאת, הם מצוידים בפאות רישום שטוחות עם פתחי איטם בצד התחתון שלהם. בלוק המנהלת הוא בלוק אחד, מוצק, מאלומיניום מעובד אנודיזציה קשה, עם תעלות ספק וניפוח משותפות בגודל G1/2 או G3/4 שרצות לאורך כל אורכו. 20 השסתומים מחוברים ישירות לפאה העליונה של הבלוק באמצעות ברגים. איטמים אלסטיים שטוחים מוכנסים בין גוף השסתומים לפאת הבלוק כדי ליצור חיבור אטום לאוויר. הקווים החיצוניים היחידים של צינורות הנדרשים הם 40 קווי היציאה היוצאים מהמנהלת ישירות לגלילים.

עקרונות הנדסה לבלוקי מנהלת בעלי מספר תחנות גבוה

עיצוב בלוק מנהלת בעל מספר תחנות גבוה (כגון ערכה של 20 שסתומים) דורש חישובים מדוייקים של דינמיקת נוזלים כדי למנוע ירידה בביצועים:

• מניעת מחסור באויר: כאשר מספר שסתומים על מנהלת משנים את מצבם בו-זמנית, הם מוצאים כמות גדולה של אויר מהצינור המשותף לאספקת האויר. אם קוטר הצינור הפנימי לאספקת האויר קטן מדי, הלחץ בתוך המנהלת יורד בחדות, מה שגורם למחסור באויר. תופעה זו גורמת לגלילים התחתיים להתייצב באיטיות או שלא להגיע לכוח הפעולה המלא שלהם. כדי למנוע זאת, מהנדסי AIRWORK מעצבים את הצינורות המשותפים לאספקת האויר עם שטח חתך רוחב גדול. במערכות של 20 תחנות, נהוג גם להעביר את לחץ האספקה הראשי לשני קצות בלוק המנהלת, כדי להבטיח התפלגות מאוזנת של האויר לכל התחנות.
• הסרת לחץ אחורי בפליטה: כמו שאויר חייב להיכנס למנifold במהירות, גם האויר הפליט חייב לצאת מיידית. אם 20 שסתומים פולטים לאזור צינור משותף צר, עלול להיווצר לחץ אחורי בתוך המניפולד. לחץ אחורי זה עלול לנוע חזרה לשסתומים אחרים שאינם פעילים כרגע, מה שעלול לגרום להחלפת הציר שלהם באיטיות או לתנועת הצילינדרים שלהם באופן בלתי צפוי. המניפולדים של AIRWORK מצוידים בשני צינורות פליטה מוגדלים עם מדכאי זרימה גבוהה, כדי להבטיח דחיסה מחדש מהירה ובלתי מופרעת.
• שלמות החסימה באמצעות החוטם: פני החסימה של בלוק המניפולד חייבים להיות מעובדים בדיוק גבוה מאוד מבחינת שטיחות (בדרך כלל בתוך טווח של 0.05 מ"מ). את ברגי ההתקנה של כל שסתום יש למשוך במדידה מדויקת כדי למנוע דחיסה לא אחידה של החוטם, אשר מהווה סיבה נפוצה לтеקיות מיקרוסקופיות. AIRWORK משתמש בחוטמים שטוחים איכותיים מ-NBR, הנושאים את שמן הקומפרסור הסינתטי ואת הידרדרות האוזון, ומבטיחים חסימה מושלמת לאורך שנים של תפעול.
• מודולריות ולוחות סגירה: קווי היצור משתנים לעיתים תכופות. בלוק מניפולד מהונדס היטב אמור להציע מודולריות. אם אתם צריכים היום רק 16 שסתומים, אך מתכננים להרחיב ל-20 מחר, תוכלו להתקין בלוק מניפולד של 20 תחנות ולסגור את 4 התחנות שלא בשימוש בעזרת לוחות סגירה של AIRWORK. בכך נשמר המערכת סגורה ומזוינה לשדרוג עתידי ללא צורך בהרכבה מחדש של כל בסיס המשנה.

אינטגרציה חכמה: מבלוקי מניפולד לאיי שסתומים

ההתפתחות המושלמת של בלוק המניפולד היא אי השסתומים הפנאומטי (או טרמינל שסתומים). באי שסתומים, בלוק המניפולד המכאני ממוזג עם מודול בקרה חשמלי מרכזי. במקום להוביל 20 כבלים נפרדים של סולנואידים מפלטת פל"צ ליציאות לכול שסתום על הבלוק, מחובר כבל רב-פיני אחד או כבל שדה דיגיטלי (כגון EtherCAT, Profinet או IO-Link) לראש החשמלי המובנה באי השסתומים.

האינטגרציה החכמה הזו מספקת מספר יתרונות משמעותיים לעסקים:

• הפחתת זמן העבודה בחיווט: זמן החיווט מצטמצם ממספר שעות למספר שניות, מכיוון שדרושה רק כבל תקשורת אחד וכבל חשמל אחד.
• אבחון מתקדם: איילנדים של שסתומים מבוססי פילדבוס מודרניים יכולים לנטר כל סליל של שסתום לזיהוי נתק או קצר, לעקוב אחר מספר המחזורים של השסתום לצורך תחזוקה חיזויית ולזהות ירידות לחץ מקומיות, ולהודיע על הנתונים הללו ישירות למוח המרכזיות (PLC).
• חיסכון במקום: כל הרכיבים החשמליים והפנאומטיים של מערכת הבקרה מאוכסים בתוך מעטפת קומפקטית ונקיה, מה שמשחרר מקום בארון הבקרה ומפחית את משקל המכונה.

אספקת בלוקי מניפולדים מדויקים מ-AIRWORK

עבור אינטגרטורים של מערכות ובוני מכונות (OEM), הסטנדרטיזציה על בלוקי מניפולדים ומסופי שסתומים של AIRWORK היא המפתח לבניית אוטומציה יעילה, ללא דליפות. הבלוקים שלנו מוצגים מאלומיניום מדרגה גבוהה, מועבדים באנודיזציה קשה כדי להשיג עמידות מעולה בפני קורוזיה, ונבדקים ב-100% לבדיקת דליפות לפני שיוצאים מהמפעל שלנו.

על ידי שותפות עם AIRWORK, תוכלו לקצר את זמני הרכבת המכונות שלכם, למחוק דליפות אוויר יקרות, ולספק למערכת הבקרה שלכם מראה נקי ומקצועי ללקוחותיכם. בקרו באתר jzpnu.com כדי להוריד קבצי CAD תלת-ממדיים, לצפות במגשימי המפצלים שלנו או לדבר עם צוות היישומים ההנדסי שלנו כדי לעצב את בסיס התת-הנעה הפנאומטי המותאם אישית שלכם כבר היום.