Воздушный нож

Воздушный нож — это инструмент, используемый для удаления жидкости или мусора с продуктов, движущихся по конвейерам. Воздушные ножи обычно используются в производстве или в качестве первого этапа рекурсивного процесса переработки для отделения более легких или более мелких частиц от других компонентов для использования на более поздних или последующих этапах, сушки деталей после производства и очистки конвейера, что является частью очистки компонентов. Нож состоит из высокоинтенсивного однородного слоя ламинарного потока воздуха, иногда называемого обтекаемым потоком.

Промышленный воздушный нож представляет собой камеру для сжатого воздуха, содержащую ряд отверстий или непрерывных щелей, через которые воздух под давлением выходит в виде ламинарного потока. Затем скорость выходящего воздуха создает ударную скорость воздуха по поверхности любого объекта, на который направлен воздух. Скорость ударного воздуха может варьироваться от легкого ветерка до скорости более 0,6 Маха (40 000 футов/мин), что приводит к изменению поверхности продукта без механического контакта.

Воздушные ножи удаляют жидкости, контролируют густоту жидкостей, сушат жидкие покрытия, удаляют посторонние частицы, охлаждают поверхности продукта или создают прижимную силу, способствующую механическому соединению материалов с поверхностью. Электрические токи от антистатических стержней также можно подавать в поток выходящего воздушного ножа, чтобы нейтрализовать заряд статического электричества на некоторых поверхностях.

В большинстве случаев применения воздушных ножей в производстве воздушные ножи неподвижны, пока продукт проходит через воздушный поток со скоростью воздуха. В других случаях продукт неподвижен, а воздушные ножи движутся (возвратно-поступательно или вращаются) по поверхности неподвижного продукта. Хотя существует очень мало применений, в которых воздушный нож действительно может разрезать продукт (разрушить механические связи между двумя точками), воздушные ножи часто являются наиболее эффективным методом удаления или контроля нежелательных или посторонних веществ на любой поверхности. Что касается гальванической промышленности, воздушные ножи используются для точного контроля количества цинкового покрытия путем его удаления со стальной поверхности, пока оно еще находится в жидком состоянии. В большинстве применений горячего погружения как верхняя, так и нижняя поверхности с покрытием могут независимо контролироваться компьютером через петлю обратной связи с точностью плюс или минус 5 граммов на квадратный метр. В большинстве систем воздушных ножей для этого применения в качестве очищающего агента используется нагретый газообразный азот, а не атмосферный воздух. Азот используется для уменьшения окисления основного металла.

История

В 1950-х и 60-х годах термин « воздушный доктор » впервые был использован для обозначения бесконтактного метода сдувания мусора с помощью сжатого воздуха. Полиграфическая и текстильная промышленность в то время были одними из крупнейших потребителей воздушных ракелей, названных по аналогии с «шаберными валками» и « ракельными лезвиями ». Им часто требовались широкие пути подачи воздуха из системы сжатого воздуха, чтобы контролировать толщину жидкости на поверхности или сдувать мусор с поверхности материалов перед следующим процессом. Другими используемыми терминами были воздушная планка, воздушный скребок, воздушная завеса, воздушная струя, воздушная струя, продувка воздухом, воздушное сопло, воздушная гребенка, воздушная лопасть и воздушная ракель. Сегодня наиболее часто используемый термин — просто «воздушный нож».

Хотя воздушные ножи, работающие на сжатом технологическом воздухе, используются в самых разных отраслях промышленности, доказано, что промышленные воздушные ножи с приводом от воздуходувки сокращают потребление энергии по сравнению с ножами, работающими на сжатом воздухе, на 50–75% для большинства применений. Системы воздушных ножей с приводом от воздуходувок достигли зрелости с появлением Монреальского протокола 1987 года , который положил начало всемирному поэтапному отказу от разрушающих атмосферный озон ХФУ ( хлорфторуглеродов ), которые 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 начал переход на системы очистки деталей на водной и полуводной основе.

Поскольку почти все существующие и все будущие заводы по производству печатных плат используют новую экологически чистую технологию очистки, им также требовался новый метод сушки печатных плат после очистки на водной основе для удаления флюсов припоя и других загрязнений. Вскоре после этого началась тенденция перехода от других типов 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 отраслях промышленности, привел к необходимости использования воздушных ножевых сушилок там, где раньше их не существовало. В результате Монреальского протокола и соблюдения промышленностью 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 5080,0 мм) с прорезью или отверстиями для выпускного воздуха диаметром от 0,001 до 0,25 дюйма (от 0,025 до 6,350 мм). Для конфигурации стационарных воздушных ножей может потребоваться от одного до дюжины воздушных ножей в зависимости от критериев применения. Воздух продувается через щели воздушных ножей с помощью генератора воздуха (промышленного вентилятора или воздушного компрессора), чтобы обеспечить заданный объем и необходимую скорость выходящего воздуха.

При выборе между компрессорами и воздуходувками следует учитывать множество аспектов применения, защиты окружающей среды, эффективности и рабочего цикла. Сжатый воздух, который наименее эффективен при использовании для подачи воздушных ножей в открытый воздух, позволяет использовать первичный воздух установки. Размеры трубопроводов, питающих воздушные ножи, могут быть всего лишь Диаметр 1 ⁄ дюйма (6,4 мм), поэтому они идеально подходят для ограниченного пространства. Воздушные ножи с приводом от воздуходувки должны быть больше по размеру вместе с подающими трубопроводами большего диаметра, но повышение эффективности по сравнению со сжатым воздухом легко оправдано экономией затрат на электроэнергию.

Сегодня конструкция воздушных ножей развилась до такой степени, что некоторые производители производят очень эффективную каплевидную форму с коэффициентом истечения 0,95. Эти конструкции воздушных ножей с приводом от вентилятора обычно имеют профиль шириной примерно 3,5 дюйма (89 мм), высотой 5,5 дюйма (140 мм) и любой длиной, но каплевидный профиль может иметь высоту от 1,5 до 10 дюймов (от 38 до 254 мм). в зависимости от критериев продукта, для которого должна быть рассчитана ударная скорость воздуха. При строительстве от Алюминиевый профиль толщиной 1 ⁄ дюйма (3,2 мм) и изготовленная из нержавеющей стали калибра 11, воздушные ножи могут весить от 1 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, находящихся на расстоянии до нескольких футов (от 1 до 2 метров) от поверхности продукта, если они разработаны для таких применений.

Типы и приложения

Наиболее распространенным применением воздушных ножей является удержание или удаление отдельно стоящих материалов (жидкостей или твердых веществ) 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, металлические отливки после автоматической обработки и многое другое. Они также могут доставлять нагретый или охлажденный воздух к поверхности или создавать невидимый воздушный барьер для разделения нагретых или охлажденных сред друг от друга в промышленных применениях, таких как печи непрерывной термообработки металлов, холодные процессы или зоны хранения в пищевой промышленности или пылеулавливание для вход в чистые помещения.

Воздушные ножи могут использоваться по-разному в самых разных отраслях, сферах применения и средах. Невидимые высокоскоростные воздушные потоки могут выпускаться с помощью воздушных ножей различных форм и размеров. Они варьируются от устройств «гаражного производства» с низким уровнем точности до самых экзотических металлов конструкции, используемых в воздушных ножах для чистых помещений класса 100.

В тех случаях, когда важными становятся снижение шума и удержание влаги вокруг конвейерной установки воздушных ножей, на некоторых производственных предприятиях воздушные ножи устанавливаются внутри кожуха. Эти корпуса удерживают воду, уменьшают шум воздушного ножа и даже удаляют любую жидкость, которая может создать проблемы безопасности.

Основные особенности конструкции

Воздушные ножи с приводом от сжатого воздуха

Всегда существовал широкий ассортимент обдувочных приборов. Воздушные ножи и сопла для продувки сжатым воздухом варьируются от самодельных круглых труб с отверстиями до специальных воздушных ножей высокого давления. Чтобы добиться максимальной эффективности использования сжатого воздуха, многие производители пневматических ножей используют эффект Коанда , чтобы улучшить конструкцию пневматических ножей по сравнению с другими типами ножей и насадок. Хотя эффективность сжатого воздуха для продувки воздуха под низким давлением намного ниже, чем у воздуходувок, воздушные ножи, созданные по принципу Коанды, вовлекают окружающий воздух в высокоскоростной поток, чтобы усилить эффект продувки.

Воздушные ножи с приводом от воздуходувки

Воздушный нож каплевидной формы имеет выпуклую камеру, которая сужается к точной прорези для выпуска воздуха, что является стандартом для индустрии воздушных ножей с приводом от воздуходувки. В то время как круглая труба с просверленными отверстиями имеет средний коэффициент расхода 0,6 (эффективность 60 %), воздушный нож каплевидной формы обычно составляет 0,95 (эффективность 95 %), что обеспечивает гораздо более высокую скорость воздействия воздуха на поверхность, при которой воздух направляется с наименьшей потребляемой мощностью двигателя вентилятора. Эти каплевидные конструкции доступны в экструдированных алюминиевых формах, а также в изготовленных из углеродистой и нержавеющей стали.

Соответствие OSHA

Необходима информация об Управлении по охране труда (OSHA) и его стандартах и ​​директивах по сжатому воздуху, особенно при его использовании для очистки.