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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。如果沒有真空，將無(wú)法處理和運(yùn)輸紙箱，或操作自動(dòng)裝托盤和揀配系統(tǒng)。很多灌裝機(jī)也使用真空來給產(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，很多用戶覺得真空技術(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剩的原因。這將導(dǎo)致客戶對(duì)處理結(jié)果不滿意、流程易中斷、能耗過大或運(yùn)行成本過高等問題。為了幫助您盡可能高效地使用真空技術(shù)，以達(dá)到優(yōu)化流程、降低運(yùn)行成本的目標(biāo)，請(qǐng)您參考以下 考量因素。
真空泵和真空系統(tǒng)的主要目的是將空氣從一個(gè)密閉系統(tǒng)中抽出，以形成真空。這意味著所產(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，可以利用真空來進(jìn)行抽吸、抽空、成型、壓制、夾持、移動(dòng)、填充和運(yùn)輸操作。所使用的真空度取決于具體的應(yīng)用領(lǐng)域，但務(wù)必控制在 1 到 900 毫巴 mbar范圍內(nèi)。假設(shè)大氣壓力(氣壓)為 1,000 mbar，相對(duì)應(yīng)的真空度應(yīng)在 10% 至 99.9% 之間(圖 1)。除了通過真空泵實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的真空度(稱為“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(nèi)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(shù)是相互關(guān)聯(lián)的。這種關(guān)系可用所謂的“抽氣速率曲線”來描述(圖 2)。 圖 2：典型的抽氣速率曲線：抽氣速率隨著壓力的降低而降低。
真空技術(shù)有多種類型。下列機(jī)械真空泵或鼓風(fēng)機(jī)主要應(yīng)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(dá)到 100 mbar。但是，抽氣速率不應(yīng)超過 40 m3/h，因?yàn)榇祟惔笮驼婵毡萌~片更易磨損，抽氣速率過高將會(huì)大幅增加維修工作量及相關(guān)成本。 油潤(rùn)滑旋片真空泵 油潤(rùn)滑旋片真空泵的真空度可達(dá)到 0.1 mbar。此類真空泵是真空包裝行業(yè)的標(biāo)配設(shè)備，也可以用于整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的諸多其他應(yīng)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(nèi)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。此類真空泵采用非接觸式工作原理，因此幾乎免維護(hù)。其極限壓力最高可達(dá) 40 mbar，轉(zhuǎn)速可在 20 到 80 Hz 間進(jìn)行調(diào)節(jié)，這使得它們適用于根據(jù)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壓縮抽出的空氣。它們可以達(dá)到 0.1 mbar 及以下的真空度。由于大多數(shù)應(yīng)用都需要真空泵在較高的壓力下運(yùn)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(yīng)用于較大型的真空包裝機(jī)。5. 側(cè)流風(fēng)機(jī) 側(cè)流風(fēng)機(jī)的顯著特征之一便是高抽氣速率。由于側(cè)流風(fēng)機(jī)只實(shí)現(xiàn)了低壓差，使其最大真空度只能達(dá)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(yīng)用領(lǐng)域。雖然側(cè)流風(fēng)機(jī)免維護(hù)，但如果在接近其性能極限的情況下使用，將會(huì)導(dǎo)致其能源效率較低。3. 真空供給的規(guī)格 對(duì)于用戶而言，準(zhǔn)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(guī)格過大的真空泵，導(dǎo)致不必要的能源和運(yùn)行成本。在加工參數(shù)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(diào)整的真空泵，這種真空泵可以持續(xù)保持所需的真空度，或者保證穩(wěn)定的抽氣速率。
選擇為整個(gè)工廠或多個(gè)真空用戶提供集中式真空供給還是分散式真空供給(每臺(tái)機(jī)器都配備專屬真空泵)，會(huì)對(duì)您的采購(gòu)和運(yùn)行成本產(chǎn)生決定性影響。因此，謹(jǐn)慎權(quán)衡您的選擇尤為重要。 安裝到機(jī)器內(nèi)部或鄰近機(jī)器的單臺(tái)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(gòu)和安裝管道系統(tǒng)的費(fèi)用。然而，必須注意的重點(diǎn)是，中央真空供給系統(tǒng)所使用的真空泵的數(shù)量要遠(yuǎn)少于分散式真空供給解決方案。得益于更低的維護(hù)和能耗成本，運(yùn)行成本也會(huì)減少。并且中央真空供給系統(tǒng)可以安裝在包裝或生產(chǎn)區(qū)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(tǒng)還可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)需求輕松滿足輸出要求，并且可以在更大的輸出范圍內(nèi)運(yùn)行。 所以，請(qǐng)您咨詢真空專家后再?zèng)Q定是否使用中央真空供給。
單臺(tái)真空泵上的真空罐，甚至是大型真空供給系統(tǒng)的真空罐都可以節(jié)約大量能耗。 可以將其安裝在真空泵或真空系統(tǒng)與使用真空的設(shè)備之間。通過一個(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(dá)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規(guī)定值，則真空泵重新啟動(dòng)。如果沒有這個(gè)真空罐，真空泵將會(huì)始終保持滿功率運(yùn)行，這就意味著它將消耗更多的能源。使用帶變速驅(qū)動(dòng)裝置的真空泵可以進(jìn)一步提升節(jié)能效果。
真空發(fā)生器的能耗成本不能根據(jù)電機(jī)額定功率來計(jì)算，因?yàn)檫@只能片面地反映實(shí)際功耗。電機(jī)額定功率及其他工作系數(shù)規(guī)格增加了不確定性。雖然這種規(guī)格形式符合美國(guó) NEMA 標(biāo)準(zhǔn)，但事實(shí)上確實(shí)低于實(shí)際運(yùn)行時(shí)的功率消耗。 除此之外，在不同的壓力范圍內(nèi)，不同類型的真空技術(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(rùn)滑旋片真空泵只需要規(guī)定額定能耗的 40% 到 60%。只有知道整個(gè)壓力曲線的軸功率以及包裝工藝的壓力條件，才能直接比較能耗。值得信賴的真空泵和系統(tǒng)制造商能夠?yàn)榭蛻粲?jì)算出預(yù)期能耗。
在購(gòu)買真空技術(shù)時(shí)，您不應(yīng)該僅通過比較不同真空泵和不同制造商的投資和能耗成本來做出決定。您應(yīng)該關(guān)注的是較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的預(yù)期總成本。像能耗成本一樣，運(yùn)行成本也會(huì)有很大差異。重要的是要考慮到維護(hù)工作和由此產(chǎn)生的停機(jī)時(shí)間、備件成本以及工作液的采購(gòu)和處理。
【更新時(shí)間：2024-10-26】 發(fā)布日期:2024-10-26 已經(jīng)瀏覽 1329次
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