Прашање: Како да се пресмета „вредноста Cv“ и потребниот проток за брзопневматско сортирање.

Во современите автоматизирани системи за сортирање, како што се оние кои се користат во рециклирачки погони, производство на храна, логистичко пакување и фармацевтско производство, брзината е клучна метрика. Воздушните сопла или компактните пневматски цилиндри мора да активираат и да се повлекат во текот на милисекунди за да одвојат дефектни производи од конвејерските ленти со висока брзина.

Ако изберете соленоиден вентил кој е премногу мал, актуаторот нема да прима доволно количество компресиран воздух навреме, што ќе предизвика бавно движење и пропуштање на целниот предмет. Обратно, изборот на преголем вентил го отстранува компресираниот воздух, зголемува сметките за енергија и зафаќа непотребен физички простор. За постигнување совршена синхронизација, пневматичните инженери мора да го пресметаат потребниот проток и cv-вредноста на вентилот (коефициент на проток). Подолу, инженерскиот тим на AIRWORK обезбедува детален постапен водич за овие критични пресметки за димензионалност.

1. Што е Cv-вредноста и зошто е важна?

Cv-вредноста, или коефициентот на проток, е стандардна индустријска мерка која го претставува капацитетот за проток на вентилот. По дефиниција, Cv од 1,0 значи дека вентилот ќе пропушти 1,0 американски галон вода во минута со пад на притисок од 1,0 psi низ вентилот. Во пневматиката, ние го прилагодуваме овој стандард базиран на течности на компресибилни течности (воздух) со употреба на математички формули за конверзија.

Во суштина, вредноста Cv ви кажува колку отпор ќе предизвика распределителниот вентил на протокот на воздух. Поголемата вредност Cv значи поголем внатрешен канал, помал отпор на протокот и поубрзо движење на цилиндарот.

2. Димензионирање – чекор 1: Пресметување на волуменот на цилиндарот и потрошувачкиот капацитет на воздух

За да се одреди потребниот проток, прво мора да го разгледаме актуаторот кој сакаме да го наполниме. Да претпоставиме цилиндар за брзо сортирање со следните параметри:

• Пречник на цилиндарот (D): 20 милиметри (0,02 метри)
• Ход на цилиндарот (L): 50 милиметри (0,05 метри)
• Пожелно време на ход (t): 0,05 секунди (50 милисекунди)
• Работен притисок (P1): 0,5 MPa (5,0 бар или приближно 72,5 psi)

Прво, пресметајте го внатрешниот волумен на комората на цилиндарот (V) во текот на истегнувањето:

• Површина на плунжерот (A) = 3,1416 × (квадратот на полупречникот на цилиндарот)
• A = 3,1416 × (10 мм × 10 мм) = 314,16 квадратни милиметри (0,000314 квадратни метри)
• Волумен на комората (V) = Површина × Ход = 314,16 мм × 50 мм = 15.708 кубни милиметри (0,0157 литри)

Бидејќи компресираниот воздух е стислив, мораме да го претвориме овој физички волумен на цилиндарот во волумен на слободен воздух (V_free) на стандарден атмосферски притисок:

• V_free = V × (Апсолутен работен притисок / Апсолутен атмосферски притисок)
• Апсолутен работен притисок = 0,5 MPa + 0,1 MPa (атмосферски притисок) = 0,6 MPa (6,0 bar)
• Апсолутен атмосферски притисок = 0,1 MPa (1,0 bar)
• Однос = 6,0 / 1,0 = 6
• V_free = 0,0157 литри × 6 = 0,0942 Стандардни литри (NL) воздух по ход.

3. Чекор за димензионално утврдување 2: Определување на потребниот волуменски проток (Q)

Сега мора да го вклучиме временскиот лимит. Цилиндарот мора целосно да се испружи за 0,05 секунди (t = 0,05 s). Протокот (Q) е волуменот на слободен воздух што е потребен, поделен со дозволеното време:

• Q = V_free / t
• Q = 0,0942 литри / 0,05 секунди = 1,884 литри во секунда
• За претворање во стандардни литри во минута (SLPM или NL/min), помножете со 60:
• Q = 1,884 × 60 = 113,04 стандардни литри во минута (NL/min)

За претворање од NL/min во стандардни кубни стапи во минута (SCFM), честа B2B единица на западните пазари, поделете со 28,316:

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

Ова е просечната брзина на проток потребна во текот на активниот ход. Меѓутоа, кај високобрзински примени, мора да се примени фактор на сигурност од 1,5 до 2,0 за да се компенсираат почетните губитоци на притисок, триењето во цевките и закашнувањето на управувачкиот клапан. Ќе користиме фактор на сигурност од 1,5:

• Потребна проектна брзина на проток (Q_design) = 4,0 SCFM × 1,5 = 6,0 SCFM (или приближно 170 NL/min)

4. Чекор за димензионирање 3: Пресметајте ја потребната вредност Cv

Со утврдената проектна струјна брзина (Q_design), можеме да го пресметаме потребниот коефициент на проток на вентилот Cv. Стандардната индустриска формула за воздушниот проток низ вентил (кога падот на притисок е подкритичен, што значи дека излезниот притисок е поголем од 53 проценти од влезниот притисок) е:

• Cv = Q_design / (22,48 x Квадратен корен од (Delta P x P2))

Каде што:

• Q_design = Проток во SCFM (6,0 SCFM)
• Delta P = Дозволен пад на притисок низ вентилот во psi. За максимална ефикасност, обично проектираме пад на притисок од 10 проценти од влезниот притисок. 10 проценти од 72,5 psi = 7,25 psi.
• P2 = Апсолутен излезен притисок во psi (Апсолутен влезен притисок минус Delta P). Апсолутен влезен притисок = 72,5 psi + 14,7 psi (атмосферски притисок) = 87,2 psi. P2 = 87,2 psi - 7,25 psi = 79,95 psi.

Сега внесете ги вредностите:

• Delta P x P2 = 7,25 x 79,95 = 579,6
• Квадратен корен од 579,6 = 24,07
• Именител = 22,48 x 24,07 = 541,1
• Cv = 6,0 / 541,1 = 0,011

Ова е минималната потребна вредност на Cv за една насока. Во пракса, поради триењето во цевките и спојките, дизајнерите на B2B избираат вентил со вредност на Cv што е значително поголема, обично помеѓу 0,15 и 0,3, за да се гарантира дека системот работи со апсолутна брзина и безбедносен маргин.

5. Избор на соодветниот AIRWORK вентил

Откако ќе го пресметате потребниот Cv, можете да консултирате наши технички податочни листови. Еве кратка референца за нашите AIRWORK серии вентили:

• сериски 100 (приклучоци M5/M6): опсег на Cv од 0,2 до 0,4. Совршени за минијатурни цилиндри за брзо сортирање (пречник на цилиндарот 10 мм до 20 мм).
• сериски 200 (приклучоци 1/8 инч или 1/4 инч): опсег на Cv од 0,7 до 0,89. Најпопуларниот избор за стандардни машини за пакување.
• сериски 300 (приклучоци 3/8 инч): опсег на Cv од 1,4 до 1,68. Користени за тешки рани за сортирање и преусмерување на расипни материјали.

Предноста на AIRWORK (JZPNU)

Во Zhejiang Jinzhi Pneumatic Technology Co., Ltd. (JZPNU) ние го препознаваме фактот дека пресметките се добри колку и физичките компоненти. Вентилите од нашата марка AIRWORK се конструирани за да ги исполнат нивните номинални капацитети Cv со екстремна прецизност:

• Цевки со огледален финиш: Намалувањето на внатрешното триење овозможува вентилската плоча мигновено да се отвори, постигнувајќи целосен проток за помалку од 10 милисекунди.
• Конзистентни производствени толеранции: Користиме современи CNC машински линии за да осигуриме дека секое тело на вентил точно одговара на нашите технички дијаграми на проток, што гарантира дека вашите физички системи ќе работат точно како што се предвидени во теоретските пресметки.

Со извршување на овие пресметки и избор на соодветен високо-проточен AIRWORK соленоиден вентил, B2B инженерите можат да гарантираат безгрешна перформанса при брзо сортирање, намалувајќи ги случаите на пропуштени отфрлани производи и оптимизирајќи ја ефикасноста на компресираниот воздух.