Воздушный нож - Википедия - Air knife

An воздушный нож это инструмент, используемый для сдува жидкости или мусора с продуктов, когда они перемещаются по конвейерам. Воздушные ножи обычно используются в производство или как первый шаг в рекурсивная переработка процесс отделения более легких или мелких частиц от других компонентов для использования на более поздних или последующих этапах, сушка деталей после изготовления и очистка конвейера, часть очистки компонентов. Нож состоит из высокоинтенсивного однородного листа ламинарный поток воздуха иногда известный как рационализировать поток.

Промышленный воздушный нож - это камера для сжатого воздуха, содержащая ряд отверстий или непрерывных щелей, через которые сжатый воздух выходит в виде ламинарного потока. Затем скорость выходящего воздуха создает скорость воздуха при ударе о поверхность любого объекта, на который направлен воздух. Эта скорость воздуха при ударе может варьироваться от легкого ветра до более чем Мах 0,6 (40000 футов / мин) для изменения поверхности продукта без механического контакта.

Воздушные ножи удаляют жидкости, контролируют толщину жидкости, сушат жидкие покрытия, удаляют инородные частицы, охлаждают поверхности продукта или создают прижимную силу, способствующую механическому связыванию материалов с поверхностью. Электрические токи от антистатических стержней также могут быть введены в поток выходящего воздушного ножа, чтобы нейтрализовать заряд статического электричества на некоторых поверхностях.

В большинстве случаев производства воздушных ножей воздушные ножи неподвижны, в то время как продукт проходит через воздушный поток со скоростью воздуха. В других случаях продукт неподвижен, а воздушные ножи перемещаются (совершают возвратно-поступательное движение или вращаются) по поверхности неподвижного продукта. Хотя существует очень мало приложений, в которых воздушный нож действительно может разрезать продукт (разрывать механические связи между двумя точками), воздушные ножи часто являются наиболее эффективным методом удаления или контроля нежелательных или посторонних веществ на любой поверхности. . Воздушные ножи используются для точного контроля количества цинкового покрытия, удаляя покрытие, пока оно еще находится в жидком состоянии на стальной поверхности. В большинстве случаев горячего погружения как верхняя, так и нижняя покрытые поверхности могут независимо контролироваться компьютером через контур обратной связи с точностью плюс или минус 5 грамм / метр в квадрате. В большинстве систем с воздушными ножами в качестве чистящего средства используется нагретый азот, а не атмосферный воздух. Азот используется для уменьшения окисления основного металла.

История

В 1950-60-е годы термин "воздушный доктор"впервые использовалось для обозначения бесконтактного метода удаления мусора с помощью сжатого воздуха. Типографская и текстильная промышленность в то время были одними из крупнейших пользователей воздушных докторов. Им часто требовались широкие пути прохождения воздуха от сжатого воздуха. система для контроля толщины жидкости на поверхности или для выдувания мусора с поверхности материалов перед следующим процессом. Также использовались следующие термины: воздушный стержень, воздушный ракель, воздушная завеса, воздушная струя, воздушная струя, продувка воздухом, воздух насадка, воздушная гребенка, воздушная лопасть и воздух доктор лезвие. Сегодня чаще всего используется термин «воздушный нож».

Хотя воздушные ножи, приводимые в действие сжатым воздухом завода, используются в широком спектре промышленных применений, промышленные воздушные ножи с приводом от воздуходувки доказали, что в большинстве случаев потребление энергии снижается на 50–75% по сравнению с ножами сжатого воздуха.^[1] Системы воздушного ножа с приводом от воздуходувки достигли совершеннолетия с появлением в 1987 г. Монреальский протокол, который положил начало всемирному отказу от ХФУ, разрушающих атмосферный озон (хлорфторуглероды ) затем использовались в качестве чистящих средств во многих отраслях промышленности.

Большинство этих чистящих средств на основе растворителей просто испаряются, что не требует продувки или других методов сушки. Хотя промышленность печатных плат все еще находилась в зачаточном состоянии, она была одной из первых, кто инициировал переход на системы очистки деталей на водной и полуводной основе.

Почти все существующие и все будущие фабрики по производству печатных плат, использующие новую экологически чистую технологию очистки, также нуждались в новом методе сушки ПК. платы после очистки на водной основе для удаления припоя и других загрязнений. Вскоре после этого началась тенденция перехода от других видов очистки деталей на основе растворителей к очистке на водной основе для других отраслей промышленности. Кроме того, переход на чернила, краски, покрытия, клеи и другие растворы на водной основе, используемые в различных производственных секторах, привел к необходимости в сушилках с воздушным ножом, которых раньше не было. В результате Монреальского протокола и соблюдения во всем мире требований по охране окружающей среды, бывший нишевый бизнес по производству воздушных ножей превратился в отрасль.

Описание операции

Воздушные ножи на производственной линии обычно имеют длину от 0,25 до 200 дюймов (от 6,4 до 5 080,0 мм) с прорезью или отверстиями для выпуска воздуха от 0,001 до 0,25 дюйма (0,025 до 6,350 мм). Конфигурация стационарного воздушного ножа может потребовать от одного до десятка воздушных ножей в зависимости от критериев применения. Воздух продувается через прорези воздушного ножа с помощью генератора воздуха, будь то промышленный вентилятор или воздушный компрессор, для доставки заданного объема и скорости выходящего воздуха.

При выборе компрессора и нагнетателя необходимо учитывать множество аспектов применения, окружающей среды, эффективности и рабочего цикла. Сжатый воздух, который наименее эффективен при выпуске воздушных ножей в открытый воздух, позволяет использовать первичный воздух установки. Размеры трубопроводов, питающих воздушные ножи, могут быть всего лишь ¹⁄₄ дюйма (6,4 мм) в диаметре, поэтому они идеально подходят для ограниченного пространства. Воздушные ножи с приводом от воздуходувки должны быть больше по размеру вместе с подающим трубопроводом большего диаметра, но повышение эффективности по сравнению со сжатым воздухом легко оправдывается экономией затрат на электроэнергию.

Конструкции воздушных ножей сегодня эволюционировали до того, что некоторые производители производят очень эффективную форму «капли» с коэффициентом разряда 0,95. Эти конструкции воздушного ножа с приводом от воздуходувки обычно имеют профиль шириной примерно 3,5 дюйма (89 мм), высотой 5,5 дюйма (140 мм) и любой длиной, но каплевидный профиль может варьироваться от 1,5 до 10 дюймов (от 38 до 254 мм) в высоту. в зависимости от критериев продукта, для которого должна быть рассчитана скорость удара воздуха. Со строительством от ¹⁄₈ от алюминиевого профиля толщиной 3,2 мм до изготовленной из нержавеющей стали 11-го калибра воздушные ножи могут весить от 1 фунт / фут до 25 фунтов / фут. В зависимости от ширины и скорости продукта воздушный нож может обеспечить эффективную обдувку на расстоянии от 0,5 до 12 дюймов (от 13 до 305 мм) или более от поверхности продукта. Круглые воздушные сопла диаметром от 1 до 4 дюймов (от 25 до 102 мм) могут быть эффективны против поверхностей, которые находятся на расстоянии до нескольких футов (от 1 до 2 метров) от поверхности продукта, если они разработаны для таких применений.

Виды и приложения

Чаще всего воздушные ножи используются для удержания или удаления свободно стоящих материалов (жидкостей или твердых частиц) с поверхности материала. Области применения включают сушку бутылок и банок после наполнения и ополаскивания, печатные платы после конвейерной промывки для удаления паяльной пасты и флюса, отливки металлов после автоматической обработки и многое другое. Они также могут подавать нагретый или охлажденный воздух на поверхность или создавать невидимый воздушный барьер для разделения нагретой или охлажденной среды друг от друга в промышленных применениях, таких как печи для непрерывной термообработки металла, холодный процесс или складские помещения в пищевой промышленности или пылеудаление для вход в чистые помещения.

Воздушные ножи находят множество применений во многих отраслях, сферах применения и средах. Невидимые воздушные потоки с высокой скоростью могут быть выпущены с помощью воздушных ножей различных форм и размеров. Они варьируются от устройств «в гараже» с низким уровнем точности до самых экзотических металлических конструкций, используемых в воздушных ножах для чистых помещений класса 100.

В случаях, когда снижение шума и удержание влаги вокруг установки конвейерного воздушного ножа становится важным, некоторые производственные предприятия устанавливают воздушные ножи внутри корпуса. Эти кожухи удерживают воду, уменьшают шум воздушного ножа и даже устраняют любую жидкость, которая может создать проблемы безопасности.

Основные конструктивные особенности

Пневматические ножи с приводом от сжатого воздуха

Всегда был широкий ассортимент выдувной техники. Пневматические ножи и сопла для продувки сжатым воздухом варьируются от самодельных круглых труб с отверстиями до инженерных воздушных ножей высокого давления. Для достижения максимальной эффективности при использовании сжатого воздуха многие производители пневматических ножей используют Эффект Коанды для улучшения конструкции ножей для сжатого воздуха по сравнению с другими типами ножей и насадок. Хотя эффективность сжатого воздуха для продувочного воздуха низкого давления намного ниже, чем у воздуходувок, воздушные ножи, вдохновленные Коандой, увлекают окружающий воздух в высокоскоростной поток, чтобы усилить эффект продувки.

Воздушные ножи с приводом от воздуходувки

Воздушный нож в форме капли имеет выпуклую камеру, которая сужается к точному отверстию для выпуска воздуха, что является стандартом для производства воздушных ножей с вентилятором. В то время как круглая труба с просверленными отверстиями имеет средний коэффициент расхода 0,6 (эффективность 60%), воздушный нож в форме капли обычно составляет 0,95 (эффективность 95%), что обеспечивает гораздо более высокую скорость потока воздуха к поверхности, при которой воздух направляется с наименьшей потребляемой мощностью электродвигателя вентилятора. Эти каплевидные конструкции доступны в экструдированных алюминиевых профилях, а также из углеродистой и нержавеющей стали.

Соответствие OSHA

Необходима информация относительно Управления по охране труда и здоровья (OSHA) и их стандартов и директив по сжатому воздуху, особенно когда он используется для очистки.