Электрические и пневматические мешалки: что имеет смысл?

В: Мы стремимся улучшить процесс и сэкономить электроэнергию, поскольку мы исследуем наши возможности с использованием технологии электрического и пневматического перемешивания. Как мы определяем, что лучше для наших процессов?

A: Мешалки часто составляют более 50% потребляемого воздуха в системе отделки и включают в себя пневматические двигатели лопастного типа с низким КПД, высокоэффективные пневматические поршневые, а также электрические решения.

Пытаясь определить потребность в мешалке, специалисты по нанесению покрытий должны смотреть на бюджет в сравнении с долгосрочным энергосбережением. Решение следует также принимать во внимание, если установка системы мешалки новая или если ситема должна заменить существующий двигатель на баке или красконагнетательном баке.

Для стационарных применений электрическое перемешивание может обеспечить высокоэффективное технологическое решение. Начните с утвержденного электродвигателя с регулировкой скорости и добавьте необходимую редукторную передачу, муфты, вал и лопасти, чтобы смешать покрытие, установите оборудование, включите и включите. Сложность с электрикой возникает, когда контейнер с краской требует снятия мешалки. Электрические мешалки, как правило, тяжелые и требуют специальных методов неподвижной проводки. Поставка электродвигателя для системы перемешивания типа «в бочке» невозможна без какого-либо противовеса или подъемной системы. Нагнетательные баки требуют снятия крышки, и их нелегко адаптировать к электроприводу без лифта. Стоимость введения электрических мешалок в существующее помещение для смешивания может быть значительной, плюс добавление двигателей, работающих в опасных условиях или взрывозащищенных, дороже. Для этой системы требуется регулируемая скорость, аналогичная приводу инверторного типа, и для ее установки необходимо использовать соответствующее оборудование, соответствующее местным стандартам и стандартам NEC, также описанным в NFPA 33. удвоение цены, чтобы добавить лифт для мобильной системы.

КПД электродвигателя

Крутящий момент, необходимый для перемешивания 55-галлонного барабана из материала с вязкостью 25 секунд в чашке Цана № 2, составляет менее 25 дюйм-унций крутящего момента. КПД электродвигателя обычно выше 95%, а КПД регулятора частоты вращения более 90%. Это приводит к потребляемой мощности менее 250 Вт для перемешивания вышеуказанного материала в полной 55-галлонной бочке. При использовании инверторного привода для управления скоростью и редукторного двигателя скорость перемешивания может поддерживаться в строгом соответствии. Это приводит к недорогой альтернативе эксплуатации.

В устаревших пневматических системах перемешивания используется сверхмалый, эффективный пневматический двигатель лопастного типа с редуктором для перемешивания жидкостей. Лопастный двигатель требует высоких оборотов в минуту, чтобы развить подходящий крутящий момент. Как правило, скорость перемешивания лопастей 30-300 об / мин обеспечивает беспрерывное перемешивание для большинства покрытий. Лопастной двигатель с высокой скоростью вращения редукторный, чтобы получить более низкие требуемые скорости перемешивания. Для получения контроля скорости для регулировки используется игольчатый клапан на входе лопастного двигателя.

Рисунок 1 - типичная конструкция лопастного двигателя

Конструкция лопастного пневмодвигателя ( рисунок 1) вводит много высоких точек износа. Лопатки из композитного материала подпружинены в смещенном роторе к корпусу для образования воздушного уплотнения. Сжатый воздух направляется через двигатель, заставляя лопасти большей площади поворачиваться к выпускному отверстию, создавая вращение. Площадь лопасти небольшая, требующая высоких оборотов для заметного крутящего момента. Высокие обороты приводят к трению и нагреву, что быстро изнашивает лопасти, что, в свою очередь, снижает эффективность.

График 1 - график расхода воздуха лопастным двигателем

Как показано на графике 1 , лопастные воздушные двигатели не вращаются надежно ниже 300 об / мин. Быстрая потеря эффективности в лопастном двигателе снижает доступный крутящий момент при низком входном давлении двигателя. После нескольких часов работы лопастные двигатели будут испытывать большие трудности, начиная с низкого давления на входе. Из-за необходимости увеличения psi для запуска двигателя частота вращения двигателя будет чрезмерной для большинства материалов. Редукторная передача 10: 1 часто добавляется к лопастному двигателю, чтобы преобразовать высокие обороты в более дружественный к процессу выход. Типичная лопасть перемешивания вращается со скоростью 100 об / мин, что требует вращения лопастного двигателя со скоростью 1000 об / мин при использовании редуктора.

Рисунок 2 - двигатель с прямым приводом с небольшим пропеллером

Пневматический двигатель будет потреблять б (рис. 2) приводится в движение на высоких оборотах непосредственно от двигателя, создавая небольшой вихрь в ведре для смешивания жидкости.

Поршневые пневматические двигатели

Недавние разработки в области пневматических двигателей с поршневым двигателем предлагают пользователям, близким к энергоэффективности электродвигателя, и значительно лучшие варианты монтажа. В отличие от лопастного двигателя, поршневой двигатель развивает максимальный крутящий момент при низких оборотах, снижая температуру и износ, и устраняет необходимость в редукторе 10: 1. В конструкции используется несколько концепций энергосбережения, в том числе поверхности с низким коэффициентом износа и уникальный высокоэффективный поворотный регулирующий клапан (диаграммы 2 и 3 ).

График 2 - типичный AQ поршневой пневмодвигатель крутящий момент 50 фунтов на квадратный дюйм

Типичный AQ поршневой пневмодвигатель крутящий момент 50 фунтов на квадратный дюйм

График 3 -типичный расход воздуха AQ поршневого двигателя

Например, пневматический двигатель лопастного типа мощностью 0,42 л.с. работает намного быстрее, чем пневматический двигатель цилиндрического типа AQ. Используя 60 фунтов на квадратный дюйм при 700 об / мин, лопастной пневмодвигатель использует приблизительно 9,5 куб. Сравнение типа цилиндра AQ при 50 фунт / кв.дюйм при 500 об / мин использует приблизительно 1,9 куб. Используя средние затраты на электроэнергию в размере 0,12 долл. США / кВт на эксплуатацию воздушного компрессора установки и использование компрессора мощностью 150 л.с., можно сэкономить до 2500 долл. США в год на двигатель. Использование пневматического двигателя поршневого типа в системе перемешивания устраняет необходимость в редукторе, а удаление компонента редуктора из системы снижает потерю эффективности и снижает дополнительный вес крышки.

Эргономично, поршневой двигатель мешалки предлагает преимущества перед лопастным или электрическим. При весе менее 9 фунтов пневматический двигатель поршневого типа легче, чем большинство лопастных двигателей, не включая систему редуктора 10: 1. Пневматический двигатель поршневого типа может быть легко адаптирован к большинству напорных баков, дневных резервуаров и систем бочек. Установка может быть выполнена обслуживающим персоналом завода обычными ручными инструментами.

Как и лопастной двигатель, поршневой двигатель может управляться простым игольчатым клапаном. Из-за низкого расхода воздуха поршневого двигателя многооборотный игольчатый клапан может обеспечить более точное управление.