J: Kā aprēķināt ‘Cv vērtību’ un nepieciešamo plūsmas ātrumu augsto ātrumu pneimatiskajai klasificēšanai.

Mūsdienu automatizētajos klasificēšanas sistēmās, piemēram, atkritumu pārstrādes rūpnīcās, pārtikas apstrādes uzņēmumos, loģistikas iepakošanas sistēmās un farmaceitiskās ražošanas uzņēmumos, ātrums ir galvenais mērījuma parametrs. Gaisa sprauslas vai kompaktie pneimatiskie cilindri jāaktivizē un jāatgriež milisekundēs, lai izsviestu defektīvus produktus no augsto ātrumu transportierbeltiem.

Ja izvēlaties pārāk mazu solenoīda vārstu, darbinātājs laikā nesaņems pietiekamu saspiestā gaisa tilpumu, tādējādi kustēsies lēni un nevarēs sasniegt mērķa priekšmetu. Savukārt pārāk liela vārsta izvēle izšķiež saspiesto gaisu, palielina enerģijas rēķinus un aizņem lieku fizisko vietu. Lai sasniegtu perfektu sinhronizāciju, pneimatiskajiem inženieriem jāaprēķina nepieciešamais plūsmas ātrums un vārsta Cv vērtība (plūsmas koeficients). Zemāk AIRWORK inženieru komanda sniedz detalētu, soli pa solim veidojamu norādījumu šiem būtiskajiem izmēru aprēķiniem.

1. Kas ir Cv vērtība un kāpēc tā ir svarīga?

Cv vērtība vai plūsmas koeficients ir nozares standarta mērvienība, kas raksturo vārsta plūsmas jaudu. Pēc definīcijas Cv vērtība 1,0 nozīmē, ka vārsts caurlaidīs 1,0 ASV galonu ūdens minūtē ar spiediena kritumu 1,0 psi pa vārstu. Pneimatikā šo šķidrumiem balstīto standartu pielāgojam sašķiešanās spējīgiem šķidrumiem (gaisam), izmantojot matemātiskas pārveidošanas formulas.

Būtībā Cv vērtība norāda, cik lielu pretestību vārsta spole radīs gaisa plūsmai. Augstāka Cv vērtība nozīmē lielāku iekšējo cauruli, mazāku plūsmas pretestību un ātrāku cilindra kustību.

2. Izvēles solis 1: Cilindra tilpuma un gaisa patēriņa aprēķināšana

Lai noteiktu nepieciešamo plūsmas ātrumu, vispirms jāapskata darbinātājs, ko mēs vēlamies piepildīt. Pieņemsim augsta ātruma sortēšanas cilindru ar šādiem parametriem:

• Cilindra diametrs (D): 20 milimetri (0,02 metri)
• Cilindra gaita (L): 50 milimetri (0,05 metri)
• Vajadzīgā gaitas ilgums (t): 0,05 sekundes (50 milisekundes)
• Darba spiediens (P1): 0,5 MPa (5,0 bāri vai aptuveni 72,5 psi)

Vispirms aprēķiniet cilindra kameras iekšējo tilpumu (V) izplešanās laikā:

• Pistona platība (A) = 3,1416 × (diametra rādiusa kvadrāts)
• A = 3,1416 × (10 mm × 10 mm) = 314,16 kvadrātmilimetri (0,000314 kvadrātmetri)
• Kameras tilpums (V) = Laukums × gājiena garums = 314,16 mm × 50 mm = 15 708 kubikmilimetri (0,0157 litri)

Tā kā saspiestais gaiss ir saspiežams, šo fizisko cilindra tilpumu jāpārvērš brīvā gaisa tilpumā (V_brīvais) standarta atmosfēras spiedienā:

• V_brīvais = V × (Absolūtais darba spiediens ÷ Absolūtais atmosfēras spiediens)
• Absolūtais darba spiediens = 0,5 MPa + 0,1 MPa (atmosfēras spiediens) = 0,6 MPa (6,0 bar)
• Absolūtais atmosfēras spiediens = 0,1 MPa (1,0 bar)
• Attiecība = 6,0 ÷ 1,0 = 6
• V_brīvais = 0,0157 litri × 6 = 0,0942 standarta litri (NL) gaisa katrā gājienā.

3. Izmēru noteikšanas solis 2: Noteikt nepieciešamo tilpuma plūsmas ātrumu (Q)

Tagad jāņem vērā laika ierobežojums. Cilindram pilnībā jāizvirzās 0,05 sekundēs (t = 0,05 s). Plūsmas ātrums (Q) ir nepieciešamais brīvā gaisa tilpums, dalīts ar atļauto laiku:

• Q = V_brīvais ÷ t
• Q = 0,0942 litri / 0,05 sekundes = 1,884 litri sekundē
• Lai pārvērstu šo vērtību par standarta litriem minūtē (SLPM vai NL/min), reiziniet ar 60:
• Q = 1,884 × 60 = 113,04 standarta litri minūtē (NL/min)

Lai pārvērstu NL/min uz standarta kubikpēdām minūtē (SCFM) — parastu B2B vienību rietumu tirgos — daliet ar 28,316:

• Q = 113,04 / 28,316 = 3,99 SCFM (aptuveni 4,0 SCFM)

Šis ir vidējais plūsmas ātrums aktīvā gaitā. Tomēr augsta ātruma lietojumos mums jāpiemēro drošības koeficients 1,5–2,0, lai ņemtu vērā sākotnējo spiediena kritumu, cauruļvada berzi un vārsta vadības kavēšanos. Izmantosim drošības koeficientu 1,5:

• Nepieciešamais projektēšanas plūsmas ātrums (Q_design) = 4,0 SCFM × 1,5 = 6,0 SCFM (vai aptuveni 170 NL/min)

4. Izvēles solis 3: Aprēķiniet nepieciešamo Cv vērtību

Kad mūsu projektētais plūsmas ātrums (Q_design) ir noteikts, mēs varam aprēķināt nepieciešamo vārsta Cv vērtību. Standarta rūpniecības formula gaisa plūsmai caur vārstu (kad spiediena kritums ir apakškritisks, tas ir, izvades spiediens ir lielāks par 53 % no ieejas spiediena) ir:

• Cv = Q_design / (22,48 x kvadrātsakne no (Delta P x P2))

Kur:

• Q_design = plūsmas ātrums SCFM vienībās (6,0 SCFM)
• Delta P = pieļaujamais spiediena kritums pa vārstu psi vienībās. Maksimālai efektivitātei mēs parasti projektējam spiediena kritumu, kas ir 10 % no ieejas spiediena. 10 % no 72,5 psi = 7,25 psi.
• P2 = absolūtais izvades spiediens psi vienībās (ieejas absolūtais spiediens mīnus Delta P). Ieejas absolūtais spiediens = 72,5 psi + 14,7 psi (atmosfēras spiediens) = 87,2 psi. P2 = 87,2 psi – 7,25 psi = 79,95 psi.

Tagad ievietojam vērtības:

• Delta P x P2 = 7,25 x 79,95 = 579,6
• Kvadrātsakne no 579,6 = 24,07
• Saucējs = 22,48 x 24,07 = 541,1
• Cv = 6,0 / 541,1 = 0,011

Tas ir minimālais nepieciešamais Cv vērtības lielums vienai virzienam. Praksē, ņemot vērā cauruļvadu berzi un savienojumus, B2B projektētāji izvēlas vārstu ar daudz augstāku Cv vērtību, parasti no 0,15 līdz 0,3, lai garantētu sistēmas darbību ar pilnīgu precizitāti un drošības rezervi.

5. Pareizā AIRWORK vārsta izvēle

Pēc tam, kad esat aprēķinājis nepieciešamo Cv vērtību, varat apskatīt mūsu tehniskos datu lapas. Šeit ir ātra atsauce uz mūsu AIRWORK sērijas vārstiem:

• 100. sērija (M5/M6 pieslēgumi): Cv diapazons no 0,2 līdz 0,4. Ideāla kompaktajiem augsto ātrumu klasifikācijas cilindriem (cilindra diametrs no 10 mm līdz 20 mm).
• 200. sērija (1/8 collu vai 1/4 collu pieslēgumi): Cv diapazons no 0,7 līdz 0,89. Vispopulārākais risinājums standarta iepakojuma mašīnām.
• 300. sērija (3/8 collu pieslēgumi): Cv diapazons no 1,4 līdz 1,68. Izmanto smagām klasifikācijas rokām un masveida materiālu novirzīšanai.

AIRWORK (JZPNU) priekšrocība

Zhejiang Jinzhi Pneumatic Technology Co., Ltd. (JZPNU) saprot, ka aprēķini ir tikpat precīzi, cik precīzi ir fiziskie komponenti. Mūsu AIRWORK zīmola vārsti ir izstrādāti tā, lai ar ārkārtīgu precizitāti atbilstu to norādītajām Cv jaudas vērtībām:

• Spoguļveida apstrādāti caurumi: Zemāka iekšējā berze ļauj vārsta svirai uzreiz atvērties, sasniedzot pilnu plūsmu mazāk nekā 10 milisekundēs.
• Stabila ražošanas precizitāte: Mēs izmantojam jaunākās paaudzes CNC apstrādes līnijas, lai nodrošinātu, ka katrs vārsta korpusa izmērs precīzi atbilst mūsu tehniskajām plūsmas diagrammām, garantējot, ka jūsu fiziskās sistēmas darbojas tieši tā, kā paredzēts teorētiskajos aprēķinos.

Veicot šos aprēķinus un izvēloties atbilstošu, augstas plūsmas AIRWORK solenoīda vārstu, B2B inženieri var garantēt nevainojamu augstsākuma klasifikācijas veiktspēju, samazinot kļūdaini noklasificēto produktu skaitu un optimizējot saspiestā gaisa izmantošanu.