Насосы для деревообработки - универсальная вакуумная технология

В деревообрабатывающей промышленности широко используется вакуум. От обработки до маршрутизации и погрузочно-разгрузочных работ вакуумные системы помогают удовлетворить требования к более высокой скорости, большей точности, более быстрому производству и лучшему качеству. Вакуумная технология повышает квалификацию и способности операторов. Благодаря разнообразию хорошо зарекомендовавших себя конструкций систем на выбор, каждая из которых предлагает различные комбинации преимуществ, деревообрабатывающие предприятия любых размеров и производственных возможностей могут точно определить свои требования к вакууму для обеспечения максимальной производительности. Далее приведен обзор наиболее важных применений вакуума в деревообработке.

Фрезерный станок с ЧПУ

“Маленький, но мощный” - это ключевое слово вакуумной системы с ЧПУ. Отдельные модули на матрице невелики и не занимают много места. В одной системе может быть от четырех до 24 модулей, и они могут быть настраиваемыми. Это придает системе гибкость в нескольких отношениях, например, позволяет обрабатывать боковые и нижние части изделия. Поскольку требуется удалять совсем немного воздуха, для дополнительной удерживающей силы требуется более глубокий вакуум.

Небольшой пластинчато-роторный вакуумный насос со смазкой является наиболее распространенным типом, используемым для систем с ЧПУ. Он обладает достаточным расходом и стабильным низким вакуумом для максимальной удерживающей способности. Обычно они имеют воздушное охлаждение. Пластинчато-роторный насос со смазкой имеет простую механическую конструкцию, прост в установке и обладает дополнительными преимуществами, заключающимися в том, что он является малошумным насосом, не требующим технического обслуживания.

Встроенные фрезерные станки с ЧПУ

Когда вы ассоциируете вакуум с деревообработкой, обычно в первую очередь на ум приходят широко распространенные фрезерные станки с ЧПУ. В отличие от модульных систем, встроенные системы имеют большую площадь для покрытия, поэтому требуется вакуумная система гораздо большей мощности.

Сила прижима зависит от типа режущего инструмента, усилия, создаваемого глубиной резания, скоростью подачи и другими изменяемыми параметрами. Как правило, усредненная прижимная сила к одной детали должна составлять около 950 мбар. Поскольку существует постоянная утечка воздуха через древесноволокнистую доску, стол с доской размером 1 на 2 метра обычно использует вакуумную систему, которая может обеспечить минимум 300 ACFM при максимально возможной глубине вакуума. Как правило, уровень вакуума от 600 до 800 мбар считается оптимальным.

Выбор и рекомендации по использованию вакуумного насоса

Распространенным решением для размещения маршрутизаторов является жидкостно-кольцевой вакуумный насос с масляным уплотнением. Менее распространенными являются винтовой вакуумный насос со смазкой и сухой (безмасляный) когтевой насос. 

Винтовой насос со смазкой отличается высоким вакуумом и энергоэффективностью. Вместо вращающихся лопастей конструкция включает в себя два параллельных винтовых ротора, вращающихся в противоположных направлениях. Поскольку они никогда не соприкасаются друг с другом, практически не изнашиваются и, следовательно, не требуют технического обслуживания. Они работают очень тихо и считаются экологически чистыми.

Сухой когтевой насос потребляет больше энергии, но обеспечивает широкий диапазон производительности и низкий вакуум. Как и у винтового насоса, отсутствует внутренний контакт металла с металлом (в данном случае когтей), поэтому они долговечны и не требуют особого обслуживания. Как правило, первоначальная стоимость сухих насосов выше, и они требуют более дорогостоящего технического обслуживания.

Проблема, связанная с использованием этих двух типов вакуумных насосов при деревообработке, заключается в том, что обычно возникает проблема с опилками. Попадание внутрь может привести к поломке, если не будут приняты все меры предосторожности для поддержания полной функциональности входного фильтра.

Попадание древесного мусора в вакуумный насос и возможный разрыв фильтрующего элемента могут увеличить потери давления, что приведет к снижению производительности насоса и уровня вакуума. Если уровень вакуума составляет 800 мбар, а перепад давления составляет 60 мбар, потеря производительности насоса составляет 33%. Если перепад давления составляет 100 мбар, потеря производительности насоса составляет 50%! Из-за сильной пылевой нагрузки перепад давления может быстро увеличиваться. Настоятельно рекомендуется установить двухступенчатую систему фильтрации на входе для защиты насоса.

Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы с масляным уплотнением выдерживают жесткие требования в деревообрабатывающей промышленности

Использование жидкостно-кольцевого насоса часто является хорошим выбором для маршрутизаторов с вставленными частями, учитывая предлагаемые совокупные преимущества. Существует широкий ассортимент продуктовых линеек. Высокоэффективные одноступенчатые жидкостно-кольцевые вакуумные насосы способны создавать вакуум до 33 мбар с максимальной эффективностью во всем диапазоне вакуума.

Данный тип насосов легко интегрируется в среду деревообрабатывающей промышленности. Благодаря автономной системе циркуляции насос работает по принципу “подключи и работай”. Но наиболее значительным преимуществом жидкостно-кольцевого вакуумного насоса с масляным уплотнением является его стабильная работа в условиях работы с большим количеством опилок.

Деревообработка может быть самым сложным применением вакуумных насосов. Благодаря фрезерованию вложенных деталей, резке и сверлению вакуумная система оказывается прямо посреди бури опилок. Конструкция жидкостно-кольцевых насосов позволяет ему работать с  твердыми частицами и захваченными жидкостями или парами без ущерба для механической целостности или эффективности насосов. Это происходит потому, что между вращающимися деталями и корпусом отсутствует контакт металл-металл, что устраняет необходимость во внутренней смазке. При уровне шума в диапазоне от 68 до 80 дБА конечные пользователи часто упоминают “бесшумную работу” как одну из самых популярных характеристик насоса.

Известно также, что прочные жидкостно-кольцевые насосные системы обеспечивают многолетнюю безотказную работу и не нуждаются в регулярной перестройке или замене. Насос имеет только одну движущуюся часть, и отсутствие контакта металла с металлом означает, что насос не подвержен износу. Подшипники, смазанные консистентной смазкой, расположены снаружи насосной камеры, что сводит на нет вредное воздействие загрязненных смазочных материалов на подшипники. Насос работает при низкой рабочей температуре. Кроме того, поскольку вместо воды в качестве уплотнительной жидкости используется масло, коррозия и образование накипи, связанные с водой, полностью устраняются. Профилактическое обслуживание может быть улучшено с помощью ”сумматоров", которые помогают защитить систему, включая впускной фильтр, вакуумный предохранительный клапан, масляный фильтр с отжимом и отводящий патрубок.

Преимущества частотно-регулируемых приводов

Существенным преимуществом различных типов насосов является их адаптивность к частотно-регулируемым приводам (ЧРП), которые позволяют двигателям регулировать скорость в соответствии с фактической нагрузкой. ЧРП обладают двумя преимуществами.

Первый - это снижение энергопотребления (уменьшение мощности на 50%), когда насос не используется. Во-вторых, ЧРП помогают устранить проскальзывание деталей. По мере увеличения утечки при резке вакуумный насос ускоряется для поддержания постоянного давления, устраняя проскальзывание и отходы. Насос также может иметь более длительный срок службы, если он не работает постоянно на максимальной мощности.

Как выбрать вакуумный насос в соответствии с областью применения?

Конкретные требования к применению будут определять идеальную вакуумную систему. Рекомендуется проконсультироваться со специалистом для подбора вакуумного насоса для деревообрабатывающей промышленности. Области применения включают консервацию / пропитку, а также ламинирование / прессование и обработку материалов.

Консервация древесины продлевает срок службы изделий  за счет пропитки химическими веществами под давлением для обеспечения долговременной устойчивости к грибкам, бактериям, насекомым и многому другому. Три наиболее часто используемых процесса под давлением – процесс с полной ячейкой (Бетель), модифицированный процесс с полной ячейкой и процесс с пустой ячейкой (процесс Руэпинга или процесс Лоури) - все содержат последовательности, в которых применяются вакуум и избыточное давление. Вакуум, используемый при обработке, варьируется примерно от 50 до 250 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от вида. Избыточное давление обычно колеблется примерно от 125 до 175 фунтов на квадратный дюйм.

Консервирование - это химически ориентированный процесс. Существует два основных класса консервантов для древесины: масла, такие как креозот, пентахлорфенол, нафтенат меди и окси-медь; и соли на водной основе, включая арсенат хромированной меди, арсенат цинка меди, азолы меди и бораты. Универсальная система пластинчато-роторного вакуумного насоса с масляной смазкой является отличным выбором для процесса консервирования, особенно благодаря своей способности обрабатывать захваченные жидкости и пары химических веществ.

При ламинировании / прессовании атмосферное давление является мощным источником при использовании клеев для соединения слоев древесины или древесных материалов. Жидкостно-кольцевая вакуумная система является подходящей технологией для этого применения.

Другим применением практически в каждой операции является погрузочно-разгрузочная работа. Независимо от того, что вы хотите обрабатывать, поднимать, маневрировать, транспортировать, загружать и разгружать изделия из древесины, вакуум помогает выполнить эту работу. Вакуумные подъемники, рамы и захваты, способные удерживать до тысяч фунтов, позволяют манипулировать продуктами, защищая их от повреждений, сокращая рабочее время и повышая безопасность.

Различные типы насосов позволяют выполнять различные операции с материалами - от небольших или крупных заготовок, деталей с зазорами, готовых изделий и тонких шпонов и многого другого. Жидкостно-кольцевая система с масляным уплотнением и как сухие, так и смазанные пластинчато-роторные вакуумные насосы хорошо приспособлены для работы, как и вариант водокольцевого насоса.

Под контролем с помощью вакуума

Многочисленные преимущества универсальной, мощной вакуумной технологии можно выразить одним словом: контроль. Жидкостно-кольцевые, пластинчато-роторные и винтовые вакуумные насосы и системы, а также использование частотно-регулируемого привода дают деревообрабатывающим производителям надежный контроль процессов деревообработки, необходимый им для обеспечения оптимального производства.