Soprador para faca de ar: como dimensionar, selecionar e alimentar seu sistema de sopro

Uma faca de ar de 1,2 m de largura em uma linha de enlatados precisa de aproximadamente 600 CFM a 2 psi para retirar a água de enxágue antes do codificador de data. Compre esse ar de um compressor de planta e você estará operando uma máquina de 75 kW para realizar o trabalho que um soprador de 15 kW pode realizar.

Essa lacuna é a razão pela qual as facas de ar acionadas por soprador assumiram a limpeza contínua, a secagem e a remoção de detritos. É também por isso que o soprador merece mais atenção do que a faca. A faca define a pressão e o fluxo. O soprador define a conta de energia, o nível sonoro e o calendário de manutenção para os próximos dez anos.

Por que um soprador supera o ar comprimido para serviço de sopro

Uma faca de ar acionada por soprador é mais barata de operar do que uma faca de ar comprimido para quase todas as tarefas de sopro que duram mais do que alguns minutos por hora.

A razão é aritmética. O ar comprimido é gerado de 90 a 110 psi e depois regulado para 1 a 3 psi que a faca realmente usa. Cada psi jogado fora já estava pago no compressor. Um soprador gera ar na pressão necessária para a faca, de modo que a mesma tarefa de purga é atendida com uma fração da potência instalada e uma conta de eletricidade muito menor.

Onde as duas abordagens se dividem na prática:

Regra prática: se um ponto de purga funcionar mais de 2.000 horas por ano e precisar de mais de 100 CFM, um soprador normalmente reembolsará seu custo de capital dentro de 12 a 24 meses apenas com energia.

O ar comprimido ainda vence em alguns lugares. Máquinas que se movem entre estações, pontos de descarga que disparam durante dois segundos por ciclo e qualquer coisa abaixo de cerca de 50 CFM de demanda constante. Acima dessa linha, um compressor se torna a forma mais cara de movimentar o ar que você pode comprar.

Combinando o tipo de soprador com a pressão e o fluxo da faca

O tipo de soprador segue dois números: a pressão necessária na entrada da faca e o fluxo total que a faca exige.

Para uma purga ampla e isenta de óleo em alto fluxo, uma máquina centrífuga multiestágio de entrada de alto fluxo é geralmente o primeiro tipo que vale a pena avaliar. Ele mantém a pressão em uma ampla faixa de fluxo, descarrega ar que não contamina alimentos, filmes ou superfícies revestidas e tolera os longos dutos necessários para facas de ar largas.

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Se a faca ficar na extremidade de uma plataforma longa ou precisar de 5 psi ou mais, uma máquina de lóbulo rotativo é a escolha mais honesta. O deslocamento positivo mantém o fluxo quase independentemente da pressão do sistema, ao custo de maior ruído e maior carga de manutenção. Para um levantamento mais amplo de como essas famílias são usadas nas plantas, o site mantém um guia rápido para tipos e aplicações de sopradores industriais .

Dimensionando o soprador e o caminho do ar juntos

O soprador, a faca e o duto devem ser dimensionados como um sistema, porque uma faca classificada para 2 psi nunca fornecerá 2 psi na extremidade de uma mangueira subdimensionada.

1. Comece pela faca. Uma faca de 12 polegadas com uma folga de 0,06 polegadas operando a 1,5 psi desenha cerca de 55 a 90 CFM. Dimensione isso linearmente com o comprimento da faca e, em seguida, adicione o fluxo de cada galho alimentado pelo mesmo soprador.
2. Adicione a perda do duto. Mantenha a velocidade de descarga abaixo de cerca de 3.500 pés/min e use a maior mangueira ou tubo que a entrada da faca aceitar. Cada cotovelo, tee e redução repentina de custos pressionam você já pagou para gerar.
3. Adicione uma margem de trabalho. Dez a quinze por cento cobrem um filtro de entrada carregado, uma tarde quente e a altitude do local. O dimensionamento para o número calculado deixa a faca fraca após o primeiro mês de operação.
4. Decida como o fluxo será cortado. Uma válvula reguladora desperdiça a energia que você economizou. Um inversor de frequência variável altera a velocidade do soprador para corresponder ao produto e, em uma linha que opera vários produtos, geralmente representa a maior economia disponível.

Ruído, Calor e Calendário de Manutenção

Uma faca de ar é barulhenta por design, e um pacote de soprador aberto geralmente adiciona mais som do que a própria faca, de modo que a acústica pertence às especificações e não à conversa pós-venda.

Um pacote sem caixa normalmente fica entre 85 e 95 dB(A) a um metro. A faca adiciona um componente de alta frequência na banda de 2 a 8 kHz que é mais difícil de absorver do que o ruído do motor de baixa frequência. Sob uma taxa de câmbio de 5 dB, o tempo de exposição permitido dobra a cada 5 dB(A) removido.

Um invólucro acústico resolve a maior parte do problema, desde que seja projetado como parte do caminho do ar, em vez de cair sobre a máquina. Os painéis precisam de área livre suficiente para resfriar o ar, o filtro de entrada deve permanecer acessível sem desmontar a carcaça e o duto de descarga deve ser isolado para que a vibração do painel não se torne uma nova fonte de ruído. Um gabinete dimensionado corretamente normalmente reduz um pacote para 70 a 75 dB(A) a um metro, enquanto mantém o aumento da temperatura do motor dentro dos limites.

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Calor e desgaste são outros custos de longo prazo. As máquinas de raízes lubrificadas com óleo e as unidades acionadas por correia precisam de uma inspeção programada de vários itens, enquanto as máquinas turbo isentas de óleo comercializam o que funciona para um fornecimento de ar limpo e monitoramento eletrônico da condição. Qualquer que seja o caminho que você escolher, coloque-os na folha de manutenção antes do comissionamento:

• Pressão diferencial do filtro de entrada, verificada mensalmente em locais empoeirados
• Tensão da correia e alinhamento da polia em pacotes acionados por correia
• Nível de óleo, condição do óleo e roteamento de respiro em unidades lubrificadas
• Tendência de temperatura e vibração do rolamento, registrada em vez de observada
• Temperatura de descarga, que aumenta primeiro quando um filtro fica obstruído

Custo do ciclo de vida: para onde vai o dinheiro

Ao longo de uma vida útil de dez anos, a energia representa cerca de 75 a 85 por cento do custo de possuir um soprador para uma faca de ar. Capital, manutenção e tempo de inatividade compõem o resto.

Essa divisão muda a forma como as especificações devem ser escritas. Uma máquina que custa 20% mais, mas consome 15% menos energia, é quase sempre a compra mais barata. O gráfico abaixo mostra o consumo relativo de energia indicativo para a mesma operação de purga.

A eficiência é apenas metade do argumento. Os turbo sopradores com suspensão a ar e rolamento magnético removem o sistema de óleo, as engrenagens e a maioria dos consumíveis de rotina, o que é importante em linhas que não podem parar para uma troca de rolamento.

Ventilador turbo centrífugo de alta velocidade com suspensão a ar Turbo soprador com suspensão a ar isento de óleo para linhas de serviço contínuo; o projeto centrífugo de alta velocidade elimina a caixa de engrenagens e o sistema de óleo lubrificante, reduzindo a manutenção de rotina. Ver Produto →

A matemática do ciclo de vida só é válida se o fornecedor ainda estiver dando suporte à máquina no oitavo ano. Vale a pena verificar a documentação de serviço e as práticas com peças sobressalentes, e não apenas a curva de desempenho. Um fornecedor como Rongheng, fabricante de sopradores com sede em Nantong , publica registros de manutenção de retorno para unidades instaladas juntamente com suas raízes, linhas centrífugas multiestágio, rotativas e de suspensão a ar, que é o tipo de evidência que indica se uma máquina ainda poderá ser reparada daqui a uma década.

Perguntas frequentes

Qual tamanho de soprador eu preciso para uma faca de ar?

Multiplique o comprimento da faca pelo fluxo por unidade de comprimento na pressão alvo e, em seguida, adicione 10 a 15 por cento para perda no duto e carga do filtro. Uma faca de 12 polegadas a 1,5 psi geralmente desenha 55 a 90 CFM, então uma faca de 48 polegadas normalmente atinge algo entre 250 e 400 CFM.

Posso operar uma faca de ar a partir de uma linha de ar comprimido existente?

Sim, para serviço intermitente, facas pequenas e linhas piloto, onde a simplicidade de uma conexão de ar comprimido supera o custo operacional. Para serviço contínuo acima de aproximadamente 100 CFM, a penalidade de gerar ar a 100 psi e usá-lo a 2 psi é grande o suficiente para que um soprador geralmente se pague em dois anos.

De quanta pressão uma faca de ar acionada por soprador realmente precisa?

A maioria dos sistemas são especificados entre 0,7 e 3,5 psi na entrada da faca. Mais pressão não significa automaticamente melhor secagem. Acima de cerca de 3 a 4 psi o jato torna-se turbulento, o ruído aumenta rapidamente e grande parte da energia extra se transforma em calor e som em vez de velocidade de impacto.

As facas de ar sopradas precisam de um inversor de frequência variável?

Nem sempre, mas um VFD geralmente é a economia de energia mais barata disponível. Ele permite que o soprador siga o produto, e não a caixa do projeto, e elimina a necessidade de uma válvula de estrangulamento que simplesmente desperdiçaria a pressão que o soprador trabalhou para criar.

A sequência prática é curta. Corrija a geometria da faca e a pressão necessária. Adicione as perdas do duto. Escolha a família de sopradores que cobre essa pressão no fluxo correto. Em seguida, verifique o ruído e o histórico de serviço antes do histórico de energia.

Um sistema de faca de ar é avaliado pelo resultado da secagem, mas é pago pelo soprador.