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如何選擇食品和飲料加工中的氣動執行機構
來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2019-09-24 09:24:34【小中大】
最近，食品加工正在設計和安裝一系列高速氣動執行機構，旨在以更小的車間占地面積提供更高的性能。使用集體接線和不銹鋼過濾器調節器重新設計機械中的氣動執行機構系統，將整體占地面積的大小減少了近一半，并最大限度地縮短了構建和安裝時間。通過依賴了解其整體流程并幫助他們選擇正確組件的供應商，能夠實現各種底線優勢：
-它們將機器控制面板的尺寸減半。
-它們的部件成本每臺機器減少了近1,000美元。
-每臺機器需要少一個小時的布線時間和一個小時的管道時間。
-每臺機器節省了2,200美元的運營成本（每年22,000美元）。
及時的建議和智能選擇的氣動執行機構的組合對于這些系統的最終成功至關重要。對于任何給定的應用，選擇最佳氣動執行機構取決于理解兩個主要問題：
-所需的操作性能和參數
-運營環境。
清潔要求
在食品和飲料生產中的應用通常需要氣動執行機構和其他相關設備的特定認證以及最小化細菌截留點的特殊清潔設計特征。必須考慮多個國家和國際標準。例如，衛生標準公司致力于推進食品，飲料和制藥行業的衛生設備設計。
食品生產環境需要頻繁沖洗工作區域，這可能導致靜態和動態墊圈和密封件的損壞。持續暴露在潮濕環境中以及在沖洗循環中使用的過氧化氫和其他清潔材料的腐蝕性噴霧劑會使未受保護的材料消失。這些環境挑戰使不銹鋼成為所有食品加工應用中最常用的材料。雖然不銹鋼比鋁更昂貴且加工成本更高，但它可以抵抗通常用于食品和飲料生產的蒸汽，高壓水和腐蝕性清潔劑。這使設計人員更容易滿足嚴格的衛生和耐腐蝕要求，這證明了許多機器設計人員的初始投資較高。
然而，幸運的是，一些新的，成本較低的不銹鋼氣動執行機構可用于食品和飲料加工應用，它們的特點是圓柱形桶和由陽極氧化鋁制成的端蓋，帶有不銹鋼活塞桿，活塞桿螺母和端蓋螺釘?；钊?，活塞軸承和活塞桿軸承由聚甲醛制成，這是一種經批準的熱塑性塑料，具有高剛度，低摩擦和出色的尺寸穩定性。聚氨酯刮板環，活塞密封圈和墊片密封圈用于密封以保持透明的食品級潤滑脂。
無論指定哪個組件，了解食品加工應用的詳細信息以及所需要的內容（如壓力，溫度，流量，端口尺寸，配置和位置）至關重要。通常，僅根據成本或尺寸選擇過濾器或閥門，迫使維護人員花費額外的時間進行維護，因為系統設計人員的選擇不是最佳選擇。長壽命和可重復性是任何良好氣動解決方案的基本要求。選擇經過全面測試和設計的部件，以承受最惡劣的操作，振動和沖擊條件。
在涉及低于冰點的溫度的食品加工應用中，指定設計用于承受這些條件而不犧牲性能或可靠性的產品，圖2.例如，在過濾器調節器中，空氣必須足夠干燥以避免形成冰。如果溫度達到32°F或更低，性能將會降低，因為液體顆粒變得凝膠狀或冷凍。指定氣動執行機構時，請仔細查看它們可能暴露的成分; 例如，冰，糖晶體或面團會在活塞桿上形成沉積物，這會影響它們的操作。為了解決這個問題，選擇允許安裝金屬刮刀環（而不是橡膠或塑料）與活塞桿密封件的選項，以便在損壞氣動執行機構組件之前去除殘留物。
注意水
氣動執行機構的附件和選件經常被忽略，因此確保整個產品能夠承受其操作環境非常重要，以避免迫使維護人員浪費時間更換零件。例如，典型調節器的調節旋鈕或T形手柄由復合材料制成。用于沖洗的腐蝕性化學品會腐蝕許多類型的塑料，因此除了不銹鋼調節器外，旋鈕應由不銹鋼或其他兼容材料制成。
過濾調節器選項，如螺紋手動排水管或自動不銹鋼排水管，廣泛用于去除多余的液體，防止水排到地板上。尋找不釋放氣體或液體進入大氣的非緩解調節器。盡可能選擇使用食品級潤滑脂的預潤滑或無潤滑機構，不需要定期潤滑。
雖然有些氣動執行機構符合NEMA保護標準或IEC / IP等級，但大多數氣動執行機構都設計成安裝在外殼中，以便在沖洗時保護它們。檢查該外殼的設計是否有閥門和底板或歧管底座之間的任何裂縫以及其他可能含有細菌的非光滑表面。對于那些使用閥門進行串行通信的人來說，這些電子設備也需要保護。在食品加工過程中應避免使用需要潤滑的壓縮空氣或定期手動潤滑的部件，以盡量減少產品污染的風險。壓縮空氣中的潤滑劑可以收集在排氣口附近，并且手動施加的潤滑劑可以溢出或聚集在多個部件上。
在非潤滑應用中使用干燥空氣至關重要; 冷凝會腐蝕系統組件，增加維護成本并降低系統效率。此外，除非分配空氣管路由不銹鋼，鋁或高強度塑料制成，否則水會產生管道，這些管道可能會進入組件并導致故障。水是一種不良的潤滑劑; 當用殘余壓縮機油乳化時，它變成乳狀物質，必須排出。根據產生的液體量，這可能導致問題。此外，在食品加工過程中不應與合成乳液接觸。干燥，過濾，無潤滑的空氣通?？梢韵@些問題。
做出更明智的選擇
除了與組件所需性能及其必須運行的環境相關的問題之外，食品加工越來越多地要求能夠無縫連接并與設施內其他系統智能通信的系統。例如，氣動閥歧管的智能控制使過程數據易于訪問，并允許通過PLC進行監控。這種用于傳感器，執行器和控制設備的點對點通信技術可以內置到大多數PLC配置中，或者集成到大多數現有的工業以太網和現場總線網絡中。技術對于需要頻繁轉換的機器應用尤其有用; 可以顯著減少重新配置時間和意外停機時間。
雖然為任何工業應用選擇氣動執行機構通常需要在預算限制內進行權衡，但系統設計人員可以通過抵制耐腐蝕性，清潔度問題以及長期保護措施的誘惑來防止未來的挫折并確保最佳的設備性能維護成本，同時為進一步擴展和增強系統通信奠定基礎。
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