塑料注射成型中的吹气

在过去几十年中，Air Power USA审查了美国各地的许多不同类型的塑料注射成型作业。本文确定了我们这些年来发现的最常见的压缩空气节能机会——吹气。注：请查看本文末尾的脚注，以了解您将在每次经济分析中看到的项目的说明。

所有电厂的#1机会-压缩空气排放：

无论应用情况如何，有几条准则应始终适用于用于露天排污的压缩空气：

• 只有在万不得已时才使用高压
• 所有吹出的空气应加以调节
• 所有吹出空气应调节到最低有效压力，压力越高意味着流量越大，但可能并不需要
• 无论何时何地，只要有可能，都应使用文丘里空气放大器喷嘴，这通常会将排出的空气减少至少50%，为其他应用释放更多的气流
• 生产不需要时，应（自动）关闭所有排气
• 考虑一个单独的低压空气源用于吹风，即鼓风机。

如果有许多1/8 "和1/4 "英寸的管道运行在机组上，在60psig时，每条管道大约分别使用10和25 cfm。

一种节约方法是使用空气放大器，它需要更少的压缩空气。空气放大器使用文丘里动作吸收大量的环境空气，并将其直接混合到气流中，从而在使用点增加可用的空气量。空气放大器的放大比可达25:1。使用10立方英尺的压缩空气可以为工艺提供高达250立方英尺的吹气，每1/4英寸的吹气可以节省15立方英尺。使用1/8“线可以节省，但成本效益不会那么大。

另一种要研究的吹气方法是使用鼓风机产生的低压空气。这种空气的生产成本要低得多，以每立方英尺一美元为基础。它是空气的体积(cfm)产生的质量或重量的空气执行吹掉。压力影响到喷嘴末端的“推力”，在那里它迅速消散。通常，在较低推力(压力)下使用较大体积或重量的空气，可以提高吹气效率和吹气质量。

用机械装置更换排出的空气，并消除压缩空气的使用

在西海岸的一个塑料注射成型工厂，压缩空气被用于零件分拣机的子装配区域。图1显示了一个(100)，1/8“管空气吹用于整个工厂的转杯/分拣机。这些吹气设置使用45 psig进口调节压缩空气，并使用测量的3 cfm。回顾生产记录表明，这一过程的“准时”时间约占每年8760个生产小时总数的70%。这导致平均每个2 cfm的使用，总使用200 cfm(100)， 1/8”吹散在64个站。

图2所示为在零件分拣机中执行相同任务以更换1/8“管道吹扫的机械装置。这样做效果也很好或更好，而且不需要空气。此类修改适用于子装配区域中使用的许多不同类型成型零件的所有零件分拣机。

尽可能使用文丘里放大器或流量诱导器

如今，许多工厂已经意识到开管吹气固有的效率低下，适当的喷嘴不仅可以创造一个潜在的更有效的流动模式，而且还可以诱导周围的空气流动，允许潜在的更低的空气使用量，提高性能。

事实上，所有流动的空气都会带来或诱导环境空气流动。然而，当选择设计的文丘里放大器放大率高达25:1时，通常会使用通用分散喷嘴，使用更少的压缩空气，效果会更好。

在北印地安那州的一家塑料成型厂，1/4“管道开口吹扫（在80 psig和32 cfm压缩空气流入和约80 cfm流出工艺）已被一个非常好的分散控制喷嘴所取代，并将压缩空气从32 cfm减少到26 cfm，并且仍向工艺输送95 cfm；略高于压缩空气和环境空气组合的初始80 cfm。生产力和质量保持不变。

在审核现场访问期间，1/4”，25:1放大喷嘴使用10 cfm的压缩空气和输送250 cfm的空气进行了测试。这为每个喷嘴节省了16 cfm，整个工厂总共有16个。该工艺的总流量为250 cfm，可以提高管线速度。行动项目是安装数量(16)，1/4“放大器喷嘴代替标准分散控制喷嘴的应用。

评论

当工厂面临一个关于排风的问题时，工作人员经常会选择一个快速的“哪个对所有的操作是最好的?””的解决方案。所有的行动都没有答案。以能源为导向的操作人员必须熟悉所有类型的解决方案。最重要的问题是:

• 哪种解决方案对生产力和质量有最积极的影响?
• 其他使用更少空气的方法也能起到同样的作用，是更好还是更坏?

在北印第安纳州塑料成型厂的情况下，更高流量的更好性能实际上使生产线速度增加了近2%。或者，它也可能允许对喷嘴使用较低的压力（流量减少）。重要的一点是，在评估开式吹炼操作时，应仔细调查。所有选项–鼓风机空气–是否有效？什么是资本成本？维修费用是多少？什么是能源成本？其他选项（如色散喷嘴和文丘里放大器喷嘴等）也可采用同样的方法。

我们在过去二十年的审计和评估中发现，70%或更多的时间，正确使用的文丘里管喷嘴产生最佳效果，并且明显享受非常低的资本投资。

电眼

在生产线上，压缩空气用户（如吹气和其他）在没有吹气时，使用电眼控制器关闭吹气（或其他用途）。

佛蒙特州的一家塑料厂就有这种情况。这条线路的正常运行将在持续的基础上有不同程度的开放空间。该装置运行一条带有分散喷嘴的大型吹风管道，使用恒定的42 cfm和85 psig。

在不到15分钟的时间内安装并安装了一个简单的预包装电眼装置。在连续几天的正常生产过程中，测量的平均压缩空气使用量降至20.45 cfm。

关于本文计算的脚注：
$cfm/年可回收
平均cfm降低到实际可回收能源成本降低

这不是一个固定值，而是针对每个审计点计算的，反映了一系列措施：

在特定压力下的实际输入功率，单位为kW

混合（12个月总能源账单除以总千瓦时）或计算的基本费率（包括所有需求费用）中的电价

每台运行机组的比功率以及在每组条件下（即生产与非生产等）运行的组合式多台机组的总组合比功率（cfm/kW）

每一操作条件每年的操作小时数。

当系统评审或审核完成时，任何与cfm需求减少无关的能源成本节省都将从总成本中扣除(如节省的直接电力千瓦的干燥机，压缩机效率或比功率的改进，压缩机排放的减少;等)，以准确估计每CFM节省空气的实际输入能量减少量。

最重要的是，该模型根据压缩机类型、容量控制以及安装条件和配置，考虑每个特定压缩机及其部分负载运行效率。这些因素的差异会对每年每立方英尺的实际可回收输入能量产生非常显著的影响。

欲了解更多信息，请联系汉克·范奥默，美国空军，www.airpowerusainc.com

---