Luftkniv

En luftkniv är ett verktyg som används för att blåsa bort vätska eller skräp från produkter när de färdas på transportörer. Luftknivar används normalt vid tillverkning eller som det första steget i en rekursiv återvinningsprocess för att separera lättare eller mindre partiklar från andra komponenter för användning i senare eller efterföljande steg, torkning av delar efter tillverkning och rengöring av transportörer, en del av rengöring av komponenter. Kniven består av ett högintensivt, enhetligt ark av laminärt luftflöde, ibland känt som strömlinjeforma flöde.

En industriell luftkniv är en tryckluftkammare som innehåller en serie hål eller kontinuerliga slitsar genom vilka tryckluft kommer ut i ett laminärt flödesmönster. Utloppsluftens hastighet skapar sedan en anslagslufthastighet på ytan av vilket föremål luften än riktas. Denna anslagslufthastighet kan variera från en mild bris till mer än Mach 0,6 (40 000 fot/min) för att förändra ytan på en produkt utan mekanisk kontakt.

Luftknivar tar bort vätskor, kontrollerar tjockleken på vätskor, torkar vätskebeläggningarna, tar bort främmande partiklar, kyler produktytor eller skapar en nedhållningskraft för att hjälpa till vid den mekaniska bindningen av material till ytan. Elektriska strömmar från antistatiska stänger kan också injiceras i strömmen från utgående luftkniv för att neutralisera den statiska elektricitetsladdningen på vissa ytor.

I de flesta tillverkningsapplikationer för luftknivar är luftknivarna stationära medan produkten passerar genom lufthastighetsluftströmmen. Under andra omständigheter är produkten stationär och luftknivarna rör sig (fram och tillbaka eller roterar) över den stationära produktens yta. Även om det finns väldigt få applikationer där en luftkniv faktiskt kan skära en produkt (bryta mekaniska bindningar mellan två punkter), är luftknivar ofta den mest effektiva metoden för att ta bort eller kontrollera oönskade eller främmande ämnen på vilken yta som helst. Med hänvisning till galvaniseringsindustrin används luftknivar för att exakt kontrollera mängden zinkbeläggning genom att torka bort beläggningen medan den fortfarande är i flytande tillstånd på stålytan. I de flesta varmdoppningsapplikationer kan både topp- och bottenbelagda ytor styras oberoende av datorn via återkopplingsslinga så exakt som plus eller minus 5 gram/meter i kvadrat. De flesta luftknivssystem för denna applikation använder uppvärmd kvävgas som avtorkningsmedel, inte atmosfärisk luft. Kväve används för att minska oxidationen av basmetallen.

Historia

På 1950- och 60-talen användes termen " luftläkare " först för att hänvisa till den beröringsfria metoden för bortblåsning av skräp med hjälp av tryckluft. Tryckeri- och textilindustrin var några av de största användarna av flygläkare vid den tiden, benämnda i analogi med "doktorrullar" och "doktorblad". De behövde ofta breda luftvägar från ett tryckluftssystem för att kontrollera tjockleken av vätskor på en yta, eller för att blåsa bort skräp från materialytan innan nästa process. Andra termer som användes var luftstång, luftskrapa, luftridå, luftstråle, luftblåsning, luftavblåsning, luftmunstycke, luftkam, luftblad och luftschaberblad. Idag är den vanligaste termen helt enkelt "luftkniv".

Även om luftknivar som drivs med komprimerad växtluft används i en mängd olika industriella tillämpningar, har industriella blåsdrivna luftknivar visat sig minska energianvändningen jämfört med tryckluftsknivar med 50–75 % för de flesta tillämpningar. Fläktdrivna luftknivssystem blev myndiga med tillkomsten av Montrealprotokollet från 1987 , som startade klockan på den världsomspännande utfasningen av atmosfäriska ozonnedbrytande CFC ( klorfluorkolväten ) som sedan användes som rengöringsmedel i många industrier.

De flesta av dessa lösningsmedelsbaserade rengöringsmedel förångades helt enkelt, vilket inte krävde någon avblåsning eller andra torkningsmetoder. Även om kretskortsindustrin fortfarande var i sin linda, var den bland de första som initierade omvandlingen till vattenbaserade och semi-vattenbaserade delarrengöringssystem.

Med nästan alla befintliga och alla framtida kretskortsfabriker som använder den nya miljövänliga rengöringstekniken, behövde de också en ny metod för att torka kretskorten efter deras vattenbaserade rengöring för att ta bort lödmedel och andra föroreningar. Trenden bort från andra typer av lösningsmedelsbaserad rengöring av delar till vattenbaserad rengöring för andra industrier började strax därefter. Dessutom har omvandlingen till vattenbaserade bläck, färger, beläggningar, lim och andra lösningar som används inom olika tillverkningssektorer resulterat i behovet av luftknivstorkar där ingen tidigare funnits. Som ett resultat av Montrealprotokollet och den globala industrins efterlevnad av miljöförvaltningsmandat, blev den tidigare nischverksamheten med luftknivar en industri.

Beskrivning av verksamheten

Luftknivar på en produktionslinje sträcker sig vanligtvis från 0,25 till 200 tum (6,4 till 5 080,0 mm) i längd med en utloppsluftslits eller hål som sträcker sig från 0,001 till 0,25 tum (0,025 till 6,350 mm). En stationär luftknivskonfiguration kan kräva från ett till ett dussin luftknivar beroende på applikationskriterierna. Luft blåses genom luftknivsslitsarna via en luftgenerator, antingen en industriell fläkt eller luftkompressor, för att leverera den förutbestämda utloppsluftens volym och hastighet som behövs.

Det finns många applikations-, miljö-, effektivitets- och driftscykelaspekter att ta hänsyn till när man väljer mellan kompressorer och fläktar. Tryckluft, som är minst effektiv när den används för luftknivar som släpps ut i fri luft, tillåter användning av primär växtluft. Rörstorlekarna som förser luftknivarna kan vara så lite som 6,4 mm ( 1 ⁄ 4 tum) i diameter, så de är idealiska för trånga utrymmen. Blåsdrivna luftknivar måste vara större i storlek tillsammans med tillförselrör med större diameter, men effektivitetsförbättringen jämfört med tryckluft är lätt motiverad med kostnadsbesparingarna i elkraften.

Luftknivskonstruktioner idag har utvecklats till där vissa tillverkare producerar en mycket effektiv "tårdropsform" med en urladdningskoefficient på 0,95. Dessa blåsdrivna luftknivsdesigner har vanligtvis en profil på cirka 3,5 tum (89 mm) bred x 5,5 tum (140 mm) lång x vilken längd som helst, men droppprofilen kan variera från 1,5 till 10 tum (38 till 254 mm) lång beroende på kriterierna för den produkt för vilken slaglufthastigheten måste konstrueras. Med en konstruktion som sträcker sig från 1 ⁄ 8 tum (3,2 mm) tjock aluminiumprofil till 11 gauge tillverkat rostfritt stål, kan luftknivar väga 1 lb/ft till 25 lbs/ft. Beroende på produktens bredd och hastighet kan luftkniven ge effektiv avblåsningsprestanda från 0,5 till 12 tum (13 till 305 mm) eller mer bort från produktens yta. Runda luftmunstycken med en diameter på 1 till 4 tum (25 till 102 mm) kan vara effektiva mot ytor som är upp till flera fot (1 till 2 meter) från produktytan när de är konstruerade för sådana applikationer.

Typer och tillämpningar

Den vanligaste användningen av luftknivar är att innehålla eller ta bort fristående material (vätskor eller fasta ämnen) från materialytan. Applikationerna inkluderar torkning av flaskor och burkar efter fyllning och sköljning, tryckta kretskort efter den transporterade tvätten för att avlägsna lödpasta och flussmedel, metallgjutgods efter automatisk bearbetning och många fler. De kan också leverera uppvärmd eller kyld luft till en yta, eller skapa en osynlig luftbarriär för att separera uppvärmda eller kylda miljöer från varandra i industriella applikationer som kontinuerliga värmebehandlingsugnar av metall, kallprocess eller lagringsutrymmen i livsmedelsbearbetning eller damminneslutning för ingången till rena rum.

Det finns en mängd olika användningsområden för luftknivar i många olika industrier, applikationer och miljöer. De osynliga höghastighetsluftströmmarna kan släppas ut av luftknivsdesigner av många former och storlekar. Dessa sträcker sig från "garagebyggda" enheter med låg precisionsnivå till de mest exotiska konstruktionsmetallerna som används i luftknivar för klass 100 renrum.

I de fall då bullerreducering och fuktinneslutning runt en transportörsluftknivsinstallation blir viktig, har vissa tillverkningsanläggningar installerat luftknivar i en inneslutning. Dessa kapslingar håller vatten inneslutet, minskar mängden luftknivsljud och eliminerar till och med all vätska som kan skapa säkerhetsproblem.

Grundläggande designfunktioner

Tryckluftsdrivna luftknivar

Det har alltid funnits ett brett sortiment av avblåsningsapparater. Luftknivar och munstycken för tryckluftsavblåsning sträcker sig från hemmagjorda runda rör med hål till konstruerade högtrycksluftknivar. För att uppnå högsta effektivitet med hjälp av tryckluft, använder många tillverkare av tryckluftsknivar Coandă-effekten för att förbättra designen av tryckluftsknivar jämfört med andra typer av knivar och munstycken. Även om effektiviteten hos tryckluft för lågtrycksavblåsningsluft är mycket lägre än fläktar, drar de Coanda-inspirerade luftknivarna in omgivande luft i höghastighetsströmmen för att förstärka avblåsningseffekten.

Blåsdrivna luftknivar

Den droppformade luftkniven har ett bultformigt plenum som avsmalnar till en exakt luftutloppsslits som standard för den blåsdrivna luftknivindustrin. Medan ett runt rör med borrade hål har en genomsnittlig utsläppskoefficient på 0,6 (60 % effektiv), är den droppformade luftkniven vanligtvis 0,95 (95 % effektiv), vilket ger mycket högre anslagslufthastighet till ytan där luften riktas med det lägsta effektbehovet för fläktmotorn. Dessa droppmönster finns i extruderade aluminiumformer samt tillverkade kol och rostfria stål.

OSHA-efterlevnad

Information behövs om Occupational Safety and Health Administration (OSHA) och deras standarder och direktiv om tryckluft, särskilt när det används för rengöring.