Cuchillo de aire
Una cuchilla de aire es una herramienta que se utiliza para eliminar líquidos o residuos de los productos mientras viajan por los transportadores. Las cuchillas de aire se utilizan normalmente en la fabricación o como primer paso en un proceso de reciclaje recursivo para separar partículas más ligeras o más pequeñas de otros componentes para su uso en pasos posteriores o posteriores, secado de piezas posteriores a la fabricación y limpieza del transportador, parte de la limpieza de componentes. La cuchilla consta de una lámina uniforme de flujo de aire laminar de alta intensidad, a veces conocida como flujo aerodinámico.
Una cuchilla de aire industrial es una cámara de aire presurizado que contiene una serie de orificios o ranuras continuas a través de las cuales sale el aire presurizado en un patrón de flujo laminar. La velocidad del aire de salida crea una velocidad de impacto sobre la superficie de cualquier objeto al que se dirija el aire. Esta velocidad del aire de impacto puede variar desde una suave brisa hasta más de Mach 0,6 (40.000 pies/min) para alterar la superficie de un producto sin contacto mecánico.
Las cuchillas de aire eliminan líquidos, controlan el espesor de los líquidos, secan los recubrimientos líquidos, eliminan partículas extrañas, enfrían las superficies del producto o crean una fuerza de sujeción para ayudar en la unión mecánica de los materiales a la superficie. También se pueden inyectar corrientes eléctricas de barras antiestáticas en la corriente de salida de la cuchilla de aire para neutralizar la carga de electricidad estática en algunas superficies.
En la mayoría de las aplicaciones de fabricación de cuchillas de aire, las cuchillas de aire están estacionarias mientras el producto pasa a través de la corriente de aire a velocidad del aire. En otras circunstancias, el producto está estacionario y las cuchillas de aire se mueven (alternar o rotar) sobre la superficie del producto estacionario. Aunque hay muy pocas aplicaciones en las que una cuchilla de aire pueda realmente cortar un producto (romper los enlaces mecánicos entre dos puntos), las cuchillas de aire suelen ser el método más eficaz para eliminar o controlar sustancias extrañas o no deseadas en cualquier superficie. En referencia a la industria del galvanizado, las cuchillas de aire se utilizan para controlar con precisión la cantidad de recubrimiento de zinc limpiando el recubrimiento mientras aún está en estado líquido sobre la superficie del acero. En la mayoría de las aplicaciones de inmersión en caliente, tanto las superficies recubiertas superior como inferior pueden controlarse independientemente por computadora mediante un circuito de retroalimentación con una precisión de más o menos 5 gramos/metro cuadrado. La mayoría de los sistemas de cuchillas de aire para esta aplicación utilizan gas nitrógeno calentado como agente limpiador, no aire atmosférico. El nitrógeno se utiliza para reducir la oxidación del metal base.
Historia
En las décadas de 1950 y 1960, el término "médico del aire" se utilizó por primera vez para referirse al método sin contacto de eliminación de desechos utilizando aire comprimido. Las industrias gráfica y textil eran algunos de los mayores usuarios de doctores de aire en ese momento, llamados así por analogía con los "rollos doctor" y "hojas doctoras". A menudo necesitaban amplios recorridos de aire desde un sistema de aire comprimido para controlar el espesor de los líquidos en una superficie o para eliminar los residuos de la superficie de los materiales antes del siguiente proceso. Otros términos utilizados fueron barra de aire, escurridor de aire, cortina de aire, chorro de aire, chorro de aire, soplado de aire, boquilla de aire, peine de aire, cuchilla de aire y cuchilla dosificadora de aire. Hoy en día, el término más utilizado es simplemente "cuchillo de aire".
Aunque las cuchillas de aire impulsadas por aire comprimido de la planta se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones industriales, las cuchillas de aire impulsadas por sopladores industriales han demostrado reducir el uso de energía en comparación con las cuchillas de aire comprimido entre un 50 % y un 75 % para la mayoría de las aplicaciones. Los sistemas de cuchillas de aire accionadas por sopladores alcanzaron la mayoría de edad con la llegada del Protocolo de Montreal de 1987, que puso en marcha el reloj para la eliminación mundial de los CFC (clorofluorocarbonos) que agotan la capa de ozono atmosférico y que entonces se utilizaban como agentes de limpieza en muchas industrias.
La mayoría de estos agentes de limpieza a base de solventes simplemente se evaporaban y no requerían soplado ni otros métodos de secado. Aunque la industria de placas de circuito impreso todavía estaba en su infancia, fue una de las primeras en iniciar la conversión a sistemas de limpieza de piezas de base acuosa y semiacuosa.
Dado que casi todas las fábricas de placas de circuitos existentes y futuras utilizan la nueva tecnología de limpieza respetuosa con el medio ambiente, también necesitaban un nuevo método para secar la computadora. placas después de su limpieza a base de agua para eliminar fundentes de soldadura y otros contaminantes. Poco después comenzó la tendencia de pasar de otros tipos de limpieza de piezas a base de disolventes a limpieza a base de agua en otras industrias. Además, la conversión a tintas, pinturas, recubrimientos, adhesivos y otras soluciones a base de agua utilizadas en diversos sectores manufactureros ha dado lugar a la necesidad de secadores de cuchillas de aire donde antes no existían. Como resultado del Protocolo de Montreal y el cumplimiento de la industria mundial con los mandatos de gestión ambiental, el antiguo nicho de negocio de las cuchillas de aire se convirtió en una industria.
Descripción del funcionamiento
Las cuchillas de aire en una línea de producción suelen tener una longitud de 0,25 a 200 pulgadas (6,4 a 5080,0 mm) con una ranura de descarga de aire u orificios de 0,001 a 0,25 pulgadas (0,025 a 6,350 mm). Una configuración de cuchillas de aire estacionarias puede requerir de una a una docena de cuchillas de aire según los criterios de la aplicación. El aire se impulsa a través de las ranuras de las cuchillas de aire mediante un generador de aire, ya sea un soplador industrial o un compresor de aire, para entregar el volumen de aire de salida predeterminado y la velocidad necesaria.
Hay muchos aspectos de aplicación, ambientales, de eficiencia y de ciclo de trabajo a considerar al elegir entre compresores y sopladores. El aire comprimido, que es menos eficiente cuando se usa para cuchillas de aire que descargan al aire libre, permite el uso de aire primario de la planta. Los tamaños de tubería que suministran las cuchillas de aire pueden ser tan pequeños como 1⁄4 pulgadas (6,4 mm) de diámetro, por lo que son ideales para espacios reducidos. Las cuchillas de aire accionadas por sopladores deben ser de mayor tamaño junto con tuberías de suministro de mayor diámetro, pero la mejora de la eficiencia con respecto al aire comprimido se justifica fácilmente con el ahorro en costos de energía eléctrica.
Los diseños actuales de cuchillas de aire han evolucionado hasta el punto de que algunos fabricantes producen una forma de “lágrima” muy eficiente con un coeficiente de descarga de 0,95. Estos diseños de cuchillas de aire accionadas por soplador suelen tener un perfil de aproximadamente 3,5 pulgadas (89 mm) de ancho x 5,5 pulgadas (140 mm) de alto x cualquier longitud, pero el perfil en forma de lágrima puede variar de 1,5 a 10 pulgadas (38 a 254 mm) de alto. dependiendo de los criterios del producto para el cual se debe diseñar la velocidad del aire de impacto. Con una construcción que va desde 1⁄8 de aluminio de 3,2 mm de espesor extrusión de acero inoxidable fabricado calibre 11, las cuchillas de aire pueden pesar de 1 lb/pie a 25 lbs/pie. Dependiendo del ancho y la velocidad del producto, la cuchilla de aire puede proporcionar un rendimiento de soplado efectivo de 0,5 a 12 pulgadas (13 a 305 mm) o más de distancia de la superficie del producto. Las boquillas de aire redondas de 1 a 4 pulgadas (25 a 102 mm) de diámetro pueden ser efectivas contra superficies que están hasta varios pies (1 a 2 metros) de la superficie del producto cuando están diseñadas para tales aplicaciones.
Tipos y aplicaciones
El uso más común de las cuchillas de aire es contener o eliminar materiales independientes (líquidos o sólidos) de la superficie del material. Las aplicaciones incluyen el secado de botellas y latas después del llenado y enjuague, placas de circuito impreso después del lavado con cinta transportadora para eliminar la pasta de soldadura y el fundente, piezas fundidas de metales después del mecanizado automático y muchas más. También pueden suministrar aire calentado o enfriado a una superficie, o crear una barrera de aire invisible para separar ambientes calentados o enfriados entre sí en aplicaciones industriales como hornos de tratamiento térmico continuo de metales, procesos en frío o áreas de almacenamiento en el procesamiento de alimentos o contención de polvo para la entrada a las salas blancas.
Existe una variedad de usos para las cuchillas de aire en muchas industrias, aplicaciones y entornos diferentes. Las corrientes de aire invisibles de alta velocidad pueden descargarse mediante diseños de cuchillas de aire de numerosas formas y tamaños. Estos van desde dispositivos “construidos en garaje” con un bajo nivel de precisión hasta los metales de construcción más exóticos utilizados en cuchillas de aire para salas blancas de clase 100.
En los casos en los que la reducción del ruido y la contención de la humedad alrededor de una instalación de cuchillas de aire con transportador se vuelven importantes, algunas instalaciones de fabricación han instalado cuchillas de aire dentro de un recinto. Estos recintos mantienen el agua contenida, reducen la cantidad de ruido de las cuchillas de aire e incluso eliminan cualquier líquido que pueda crear problemas de seguridad.
Características básicas de diseño
Cuchillas de aire comprimido
Siempre ha existido una amplia variedad de aparatos de soplado. Las cuchillas de aire y las boquillas para soplado de aire comprimido van desde tubos redondos hechos en casa con orificios hasta cuchillas de aire de alta presión diseñadas. Para lograr la mayor eficiencia utilizando aire comprimido, muchos fabricantes de cuchillas de aire comprimido utilizan el efecto Coanda para mejorar el diseño de las cuchillas de aire comprimido en comparación con otros tipos de cuchillas y boquillas. Aunque la eficiencia del aire comprimido para soplado a baja presión es mucho menor que la de los sopladores, las cuchillas de aire inspiradas en Coanda arrastran aire ambiental hacia la corriente de alta velocidad para mejorar el efecto de soplado.
Cuchillas de aire accionadas por soplador
La cuchilla de aire en forma de lágrima tiene una cámara bulbosa que se estrecha hasta una ranura de descarga de aire precisa como estándar de la industria de las cuchillas de aire impulsadas por sopladores. Mientras que una tubería redonda con orificios perforados tiene un coeficiente de descarga promedio de 0,6 (60% de eficiencia), la cuchilla de aire en forma de lágrima es comúnmente de 0,95 (95% de eficiencia), lo que proporciona una velocidad de aire de impacto mucho mayor a la superficie en la que se encuentra el tubo. el aire se dirige con la menor demanda de potencia del motor del ventilador. Estos diseños en forma de lágrima están disponibles en formas de aluminio extruido, así como en acero inoxidable y al carbono fabricados.
Cumplimiento de OSHA
Se necesita información sobre la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) y sus normas y directivas sobre aire comprimido, especialmente cuando se utiliza para limpieza.