空気駆動式のベンチュリ管の真空の発電機は長い間高速応答の、集中させた、真空動力システムのための実行可能な選択であった。 最後の十年によって、それらは速い応答時間の便利で、適用範囲が広い解決として考慮された。 しかし、彼らはおそらく圧縮空気の使用のために、エネルギー効率とみなされていませんでした。 この装置、特に重大なシステム付属品との広範な製品開発は頻繁に多くの集中させた操作のために最もエネルギー効率が良い項目の、選択を困難に この記事では、技術への簡単な紹介とエネルギー計算によるケーススタディを含む、ベンチュリ管真空発生器の適切なアプリケーションと制御を見てくださ
18世紀のイタリアの物理学者Giovanni Venturiは、空気が円錐形のノズルを介して強制されると、その速度が増加し、圧力が低下することを発見したとき、彼も誰もが、今日の業界で最も使用され、最も論争の的になっている製品の一つであるVenturi真空発生器を最終的に生み出すとは想像できませんでした。
多くのエンドユーザーは、誤った情報を通じて、この製品の利点、またはより重要なことに、制限を完全に理解していません。 さらに問題を混乱させるために、様々な製造業者はそれらを異なる名前（すなわち）と呼ぶ。 ポンプ、エジェクター、真空のトランスデューサーポンプ、等。). 私たちの意見では、最も受け入れられている一般的なカテゴリ名はVenturi vacuum generatorであり、それが何をしているのかを正確に説明しています。いくつかに、それはスライスされたパン以来、最大のものです。
他の人にとって、それは空気の絶え間ない無駄です。 現実の世界では、真実は、アプリケーションに応じて、これらの両極端の間のどこかにあります。 業界リーダーによる継続的な製品開発は、これらの製品を適切に適用すると、便利で応答性だけでなく、多くの場合、最もエネルギー効率の高い選択にしました。
ベンチュリ管の真空の発電機はいかに働きますか。
最も簡単な形態では、単段のベンチュリ管の発電機は円錐ベンチュリ管の開口部を通って空気を流れる。 圧縮空気がより大きい開いたラインに円錐開口部の制限を去ると同時に、圧力は落ち、速度は増加する。 強度は、真空（周囲の空気圧よりも低い圧力）が形成され、プロセスから排気される空気が流れる気流に引き込まれ、吹き出されるようなものである。
ベンチュリ管の真空の発電機に下記のものを含んでいる多くの利点が、あります:
- 振動なし
- 発熱なし
- 可動部品なし
- 真空は、空気供給とすぐにオンとオフです
- 非常によく積極的な条件を許容
- 低コスト
- 修理または交換するために迅速
- 避難空気の量を減少させ、より高速なサイクルタイムを提供し、プロセスに非常に近い位置に配置することができます
- 軽量でモバイル
- 必要な電気無し
- サービスおよび/または部品の交換の速い転換の時間
図1:典型的なシングルステージベンチュリ真空発電機
シングルステージバキュームジェネレータは、圧縮空気をリストリクター管を通って加速して、必要な量の空気を排出するベンチュリ管効果を作成することによって使用します。 これらの単段ベンチュリ管の発電機は最も高い流れか最も高い避難の容積の条件を収容するために基本設計が置かれるので多くの適用に効率的 典型的には、このタイプの真空発生器は、圧縮空気消費量（scfm）と真空流量（大気圧がシステムから除去される速度）の比が1：1以下であり、時には2または3：1
図2:典型的な初期の多段ベンチュリ真空発生器
多段真空発生器は、多くの 多段式単位は圧縮空気が管理された段階で拡大するようにするノズルおよび一連のイジェクターを使用する。 これは通常約1:3またはよりよいのレベルに真空の流れへの圧縮空気の消費の比率を改善します。 多段式単位はまたかなり静かで、低圧で真空を開発できる。 この性能は同じ条件の下で必要な圧縮空気の流れを減らし、および/または反作用時間を減らし、生産性を高める。
図3: 同軸多段式真空の発電機は有効な空気真空の取り外しの比率を提供する。
同軸はかなり発電機を通る流れのプロフィールを流線形にする同軸で覆われた管のまわりに取付けられている多段式弁が付いている多段式真空 この設計は同軸カートリッジが多くの異なった流れおよび圧力条件を満たし、提供するようにする。 多くの場合、発電機本体内の同軸カートリッジを別のものと交換して、同じハードウェアが比較的低コストで最適なエネルギー効率で様々な条件を満たすことができるようにすることができます。
エネルギー効率のためのベストプラクティス
非常に大きな設備投資要件を持たない多くの製品と同様に、ベンチュリ真空発電機は、適切
圧縮空気のエネルギー効率に関する真空発電機の基本的な動作特性を見てみましょう。 真空のレベルがHgの14″の下で行くと同時にエネルギー入力が落ちる機械真空ポンプとは違って（流れる空気）より長く残らなければならないので、air-driven真空 実際は、平均ベンチュリ管の真空の発電機は18″から27″Hgに真空のレベルを高めるように10倍の多くのエネルギーを要求する。
したがって、常に次の操作上の利点があります。
- 必要な最低の真空を特定し、そこに保持し、それを超えないようにしてください。
したがって、
- できるだけ早くこのレベルに到達してください。
- 可能であれば、必要なレベルで一度遮断された自動圧縮空気を係合します。これを達成するためには、いくつかの重要なデータが必要です。
- 排気されるシステムの総容量—ライン、カップ、リークなど。
- 必要な真空の最小最適動作レベルは何ですか？ これは非常に重要であり、必要に応じてテストする価値があります。
- あなたはこの真空に到達するためにどのくらいの速さを持っていますか？
- 近い将来、必要なサイクルタイムの変更が予想されますか？ この情報は適切なラインサイズの同一証明および適切な多段式ポンプ選択を可能にする。
- どのような種類のコントロールが必要ですか？ 制限は何ですか？
ベンチュリ管真空発生器は、一般的に、実際のプロセスにできるだけ近く（または上）に配置する必要があります。
- 効果的なベンチュリ管発生器は、分権化されたシステムにおいて、十分に制御されたときに大きな柔軟性を提供します。
- 分散システムとベンチュリ管発電機は、吸引カップの近くに取り付けられ、損失（ホース、曲がり、継手、バルブ、フィルタなどによって引き起こされます。）が排除される。
- 適切なシステム設計戦略が実装されると、プロセスの近くにあるベンチュリ真空発生器の能力を利用して迅速に反応し、必要な真空を迅速に引
- 現在の最先端のベンチュリ真空発生器（低圧入口圧縮空気、空輸補給の自動遮断、小型化、および可能な限り低い真空レベルを使用するためのより良
適切にエネルギーコストを削減するために真空技術を適用する
最近開発された同軸多段が適切に同様の真空レベルを生成するた 同軸ポンプは頻繁にボディと交換可能であり、性能の容易で、経済的な変更が新しい状態（すなわち吸入圧、避難率、等）に合うようにする。).
避難時間の大部分は12″Hgとより深い真空からのものです。 18″から27″Hgへの真空レベルの増加は、10倍以上である。 従って、より大きいコップとのより低い真空のレベルを可能な限り使用しなさい。 適切なコップの選択は操業費用および生産性を最大限に活用して非常に重大であり新しい真空のコップの技術は機会を拡大し続けます。
図4:より低い真空レベルで大きなカップは、エネルギーコストを下げ、保持力を増加させます。 コップ=長い生命のより少ない力。
図5:自動スタート/ストップ付きベンチュリ真空発電機
図5:自動スタート/ストップ付きベンチュリ真空発電機
図5:自動スタート/ストップ付きベンチュリ真空発電機
図5:自動スタート/ストップ付きベンチュリ真空発電機
図5:自動スタート/ストップ付きベンチュリ真空発電機
開始/停止 -
時間=0.72分/時間
-
集中=年間1 11,200/112cfm
-
分散=年間/1,080/1.08cfm
真空発生器を実行する必要があるときはいつでも、圧縮空気を使用します。 逆に、完全な真空が達されれば、真空に航空路を止め、適切なvalvingと、空気を使用しないで真空を握ることは非常にエネルギー効率が良い。 いくつかの多孔質材料はこれを許可しませんが、多くの材料は許可します。
多くの場合、これらの制御は機械メーカーが提供するPLCソフトウェアプログラムを介して行われます。 また全く発電機ハウジングによって統合される自動制御が付いている真空の発電機がある。
完全なプラントシステム分析中に発見される非常に一般的なエラーがあります。 工場の担当者は、必要がないときに真空発生器を遮断するように指示されているため、真空ラインをプロセスに閉じ、圧縮空気が吹き続けます。 これは、納入されたばかりの新しい生産機械、システムがアップグレードされた古い生産機械、古い生産機械に新しくエア駆動のベンチュリ発電機システ 究極の皮肉は、多くの場合、我々は同じマシン上のいくつかのエアラインと他の真空ライン上のシャットオフコントロールを見つけることです。
図6:真空ラインではなく、空気供給を遮断します。
ケーススタディ：ロボットパレタイザの自動制御
最近のプラント監査では、包装ラインの終わりに六つのパレタイザのセットがレビューされ 各palletizerに6つの吸引のコップおよび2つのベンチュリ管の真空の発電機が付いているロボティック腕が、60のpsigで6つのcfmを動かし、引くことある。
ソフトウェアプログラムは、ロボットアームが側面からスリップシートをピックアップし、パレットからの信号が活性化するまで保持していました。 その後、スリップシートを下に置き、解放し、空気を遮断した。 その後、ロボットアームはすぐにスタックに行き、別のスリップシートを拾い、次のリリース信号まで保持しました。
この結果は、圧縮空気を52秒で保持して移動した時間の平均であり、空気をオフにした平均9.3秒の移動でした。 平均サイクルタイムは61.3秒であった。
図7：自動シャットオフベンチュリジェネレータを備えたパッケージングラインパレタイザ
基本的な動作データは次のとおりです。
- 生産時間=6,240/年
- ブレンド年間電力率=0 0.115/kwh
- 6scfmそれぞれの二つのシングルステージ真空発電機;パレタイザーあたり60psigでフルフロー12scfm各ユニットの合計
- 空気のオン/オフ時間合計=52秒+9.3秒オフ=61.3秒
- 年間: 85%時間x6,240時間=5,304時間/年
- 平均cfm:52秒÷60秒=全負荷流量の87%/5.2scfm各バルブが開いている、または10.4scfm2
- 年間電気エネルギー運転コスト:10.4÷4各/scfm=各パレタイザーの2.6hp、または2.6hp x。746 ÷ .90=2.16kW入力エネルギー
- 2.16kW x≤0。115/kWh x5,304時間/年=unit1,318/単位あたり
- 六つのユニットの合計=7 7,908/年
プラントへの最初の提案は、動作プロファイルが時間のわずか15パーセントと時間の85パーセ これにより、年間電気エネルギーの節約が可能になりました。
- 2.16kW x$0.115/kWh x936時間=2 233/年
- each1,085/年電気エネルギーの節約各ユニット（6ユニットの場合は6 6,510/年）
これは、電気エネルギーコストの節約を計算しただけで、すぐに収益につながります。 他の圧縮空気の費用（すなわち維持、修理、下落、等）のための手当がなかった。). “誰もがそのソフトウェアに触れる方法はありません。 このマシンは海外で作られたもので、ここでは誰も訓練されていません。 議論の終わり。”
私たちの次の提案はもう少し一口を持っていました。 現在のベンチュリ管の真空の発電機を作り付けの自動切断システムが付いている1つの真空の発電機の統合システムと取り替えて下さい。 このタイププロダクトはターゲット真空が達されるとき自動的に空輸補給を止めるために付属の部品と包まれるベンチュリ管の真空の発電機、および真空を保持するために(必要であれば)再始動である。 完全な自動制御は真空の発電機アセンブリの内で達成され、ホスト-マシンの制御ソフトウエアを変更するか、または触れる条件がない。 同じ作動条件によって、私達に今圧縮空気の使用のための次の作動の電気エネルギーの費用の分析があります:
- 年間6,240の生産時間
- $0の力率。115/kWh
- 全負荷流量=10.4scfmで60psig
- 吸引時間：85％の6,240時間/年=5,304時間/年
- 発電機圧縮空気0.7秒/50秒/0.12分=0.72分/時間
- 0.72分/時間（0.72÷60psig）
- 0.72分/時間（0.72÷60分/時間）
- 0.72分/時間（0.72÷60分/時間）
- 0.72分/時間（0.72÷60分/時間）
- 0.72分/時間（0.72÷60分/時間）
- 0.72分/時間（0.72÷60分/時間）
- ）＝。012%時間
- 5,304生産時間吸引または5,304x.012=64時間/年の空気上
平均scfmフロー
- 10.4scfmのフルロードフロー
- 実際の流れ。012分=10.4012のために.125scfm各発電機
- 六つのユニット=の合計。750scfm（÷4hp/cfmの入力パワー）のための。187平均hp(x.746 ÷ .9ME）の0.155平均kW入力
- 六ユニットを動作させる年間電気エネルギーコスト
（0.187kW x$0.115/kWh x64時間）=$11.40/年
アプリケーションは、六ユニットのためのannual7,908/年 または、適切な、十分密封されたコップを含む条件のためのより適切なタイプ真空の発電機への変更による重要のからほとんど些細な費用への。