Rurki wirowe i produkty do chłodzenia miejscowego

Niedrogie, niezawodne i niewymagające konserwacji rozwiązanie szeregu problemów przemysłowych związanych z chłodzeniem miejscowym. Przy użyciu zwykłego sprężonego powietrza jako źródła energii, rurki wirowe wytwarzają dwa strumienie powietrza, jeden gorący i jeden zimny, bez części ruchomych.

Co to jest rurka Vortex

Rurki wirowe ze stali nierdzewnej firmy EXAIR zmieniają zwykłe sprężone powietrze na  strumień zimnego powietrza o temperaturze do -46°C na jednym końcu i strumień gorącego powietrza o temperaturze do 127°C na drugim końcu. Rurki nie mają części ruchomych ani czynników chłodniczych. Są one powszechnie używane do chłodzenia sterowników elektronicznych, operacji obróbkowych, próbek gazów, komór klimatycznych itd.

Dostępne są produkty wyposażone w rurki wirowe, które są dostosowane do określonych zastosowań. Obejmują one:

Rurki wirowe są dostępne w trzech rozmiarach (małe, średnie i duże), które mają szeroki zakres mocy chłodniczych.

System pistoletu chłodzącego zastępuje kłopotliwe wytwornice mgły olejowej i chłodzi operacje obróbki na sucho za pomocą czystego, zimnego powietrza.

Chłodnice szaf chłodzą i czyszczą obudowy elektroniczne, eliminując wadliwe działanie spowodowane przegrzewaniem lub wnikaniem zanieczyszczeń.

Regulowana chłodnica miejscowa, która posiada obrotową podstawę magnetyczną i pokrętło regulacyjne do wyboru temperatury od -34°C do temperatury pokojowej. Może być używana do regulacji termostatów, utwardzania klejów termotopliwych, chłodzenia obrabianych lub formowanych tworzyw sztucznych itd.

Mini chłodnica zapobiega oparzeniom, topieniu się i uszkodzeniom małych części spowodowanym wysoką temperaturą dzięki strumieniowi zimnego powietrza o temperaturze -7°C. Chłodnica jest idealna do małych narzędzi, ostrzy, igieł szwalniczych i soczewek.

Rurki wirowe mogą wytwarzać:

  • Powietrze o temperaturze od -46° do +127°C
  • Wielkości przepływu 28 do 4.248 l/min
  • Moc chłodniczą do 10.200 BTU/h (2.571 kcal/h)

Poziomy temperatury, przepływu i mocy chłodniczej są regulowane w szerokim zakresie za pomocą zaworu regulacyjnego na wylocie gorącego końca.

Rurki wirowe do wysokich temperatur firmy EXAIR są idealne do zastosowań chłodzenia miejscowego, które ma miejsce w gorących środowiskach o temperaturze do 200°C. Wytwarzają one te same temperatury zimnego powietrza do -46°C i posiadają moce chłodnicze od 135 do 10.200 BTU/h. Nie ma części z tworzyw sztucznych, a generator ma konstrukcję z mosiądzu.

Jak działa rurka wirowa

Sprężone powietrze, zazwyczaj pod ciśnieniem 5,5 – 6,9 bar (80-100 psig), wpływa stycznie przez generator do komory wirowej. Z prędkością do 1.000.000 obr./min strumień powietrza wiruje w kierunku gorącego końca, na którym część powietrza wydostaje się przez zawór regulacyjny. Pozostałe powietrze, nadal będące w ruchu, powraca wewnątrz wirującego strumienia zewnętrznego. Strumień wewnętrzny oddaje swoją energię kinetyczną w postaci ciepła strumieniowi zewnętrznemu i opuszcza rurkę wirową jako zimne powietrze. Strumień zewnętrzny wydostaje się do otoczenia na przeciwnym końcu jako powietrze gorące.

Sprężone powietrze jest doprowadzane do rurki wirowej i przechodzi przez dysze, które są  styczne do wewnętrznego pogłębienia walcowego. Dysze te wprawiają powietrze w ruch wirowy. Ten wirujący strumień powietrza  skręca pod kątem 90° i przesuwa się wzdłuż gorącej rurki w postaci wirującej otoczki, podobnej do tornada. Zawór na jednym końcu rurki pozwala na wydostanie się części gorącego powietrza. Pozostałe powietrze powraca wzdłuż rurki jako drugi wir wewnątrz obszaru niskiego ciśnienia większego wiru. Ten wewnętrzny wir traci ciepło i wydostaje się przez drugi koniec jako zimne powietrze.

Gdy jeden strumień powietrza porusza się w górę rurki, drugi strumień porusza się w dół rurki, ale oba obracają się w tym samym kierunku z tą samą prędkością kątową. To znaczy cząsteczka strumienia wewnętrznego wykonuje jeden obrót w tym samym czasie co cząsteczka strumienia zewnętrznego. Jednakże, ze względu na zasadę zachowania momentu pędu, można oczekiwać wzrostu prędkości obrotowej mniejszego wiru. (Zasada zachowania pędu jest przedstawiana przez wirujących łyżwiarzy, którzy mogą zwalniać lub przyspieszać wirowanie przy wyciągnięcie lub złożenie ramion.) W rurce wirowej, prędkość wiru wewnętrznego pozostaje taka sama. Utracona energia pojawia się w postaci ciepła w wirze zewnętrznym. Dlatego, wir zewnętrzny jest ogrzewany, a wir wewnętrzny jest chłodzony.

 

Sterowanie temperaturą i przepływem w rurce wirowej

Przepływ i temperaturę zimnego powietrza można łatwo regulować przez ustawienie zaworu szczelinowego na wylocie gorącego powietrza. Otwarcie zaworu obniża przepływ i temperaturę zimnego powietrza. Zamknięcie zaworu zwiększa przepływ i temperaturę zimnego powietrza. Procent powietrza kierowanego do zimnego wylotu rurki wirowej jest nazywany „udziałem zimnego powietrza”. W większości zastosowań, udział zimnego powietrza na poziomie 80% wytwarza kombinację wielkości przepływu i spadku temperatury zimnego powietrza, która maksymalizuje moc chłodniczą tj. BTU/h (kcal/h) rurki wirowej. Natomiast niskie udziały zimnego powietrza (poniżej 50%) wytwarzają najniższe temperatury, ale odbywa się to kosztem obniżenia strumienia objętości zimnego powietrza.

Do większości zastosowań przemysłowych tj. chłodzenia procesów, chłodzenia części, chłodzenia komór wymagających maksymalnej mocy chłodniczej używa się rurki wirowej serii 3200. Pewne zastosowania „kriogeniczne”, tj. chłodzenie próbek laboratoryjnych, badanie obwodów, są najlepiej obsługiwane przez rurkę wirową serii 3400.

Ustawienie rurki wirowej jest łatwe. Należy po prostu włożyć termometr do wylotu zimnego powietrza i ustawić temperaturę przez regulację zaworu na gorącym końcu. Maksymalne chłodzenie (udział zimnego powietrza równy 80%) jest osiągany gdy temperatura zimnego powietrza jest o 28°C niższa od temperatury sprężonego powietrza.

Rurki wirowe firmy EXAIR zapewniają moc chłodniczą do 10.200 BTU/h bez żadnych części ruchomych. Rurki wirowe zmieniają zwykłe sprężone powietrze na dwa strumienie powietrza: jeden gorący i jeden zimny. Poziomy temperatury, przepływu i mocy chłodniczej są regulowane w szerokim zakresie za pomocą zaworu regulacyjnego na wylocie gorącego końca.

Zastosowania

  • Chłodzenie sterowników elektronicznych
  • Chłodzenie operacji obróbkowych
  • Chłodzenie kamer przemysłowych
  • Utwardzanie klejów termotopliwych
  • Chłodzenie lutowanych części
  • Chłodzenie próbek gazów
  • Chłodzenie elementów elektronicznych
  • Chłodzenie zgrzewarek
  • Chłodzenie komór klimatycznych

Trzy rozmiary rurek są dostępne z tłumikami gorącego i zimnego powietrza. Można zastosować wymienne generatory do zmiany przepływu i mocy chłodniczej.

  • Temperatura regulowana w zakresie od -50° do +250°F
  • Do 1 tony chłodniczej
  • Brak części ruchomych - brak konieczności konserwacji
  • Konstrukcja ze stali nierdzewnej

Zalety rurek wirowych

  • Brak części ruchomych
  • Nie wymagają zasilania elektrycznego ani substancji chemicznych
  • Małe, lekkie
  • Tanie
  • Nie wymagają konserwacji
  • Natychmiastowe wytworzenie zimnego powietrza
  • Trwałe - wykonane ze stali nierdzewnej
  • Regulacja temperatury
  • Wymienne generatory

Dobór właściwej rurki wirowej

Dane techniczne – rurki wirowe Vortex

Regulowana chłodnica miejscowa

Mini chłodnica

ANALIZA PRZYPADKU I: Chłodzenie części formowanych próżniowo

Problem: Producent urządzeń gospodarstwa domowego formuje próżniowo wewnętrzną obudowę z tworzywa sztucznego do chłodziarek. Głębokie tłoczenie tworzywa i złożona geometria powodowały, że cztery narożniki były zbyt cienkie do przyjęcia. Narożniki ulegały rozerwaniu podczas montażu lub wybrzuszeniu podczas wkładania izolacji pomiędzy obudowę wewnętrzną i zewnętrzną, skutkując dużym odsetkiem braków.

Rozwiązanie: Zostały ustawione 4 rurki wirowe model 3225 do chłodzenia krytycznych obszarów narożnikowych tuż przed formowaniem arkuszy z tworzywa sztucznego. Dzięki ochłodzeniu tych obszarów, występowało mniejsze rozciąganie tworzywa, co skutkowało grubszymi narożnikami.

Komentarz: Wybrakowane części stanowiły duży koszt, szczególnie gdy stosowane były drogie materiały i wolne czasy procesowe. Zimne powietrze z rurki wirowej jest rozwiązaniem dużych problemów podobnych do tego. Rurka jest w stanie doprowadzić natychmiastowe zimne powietrze o temperaturze do - 46°C ze zwykłej instalacji sprężonego powietrza. Poza chłodzeniem innych części formowanych próżniowo takich jak wanny,  pojemniki magazynowe i kosze na odpady, rurka wirowa jest idealna do chłodzenia klejów termotopliwych, zgrzewarek ultradźwiękowych, komór klimatycznych itd.

 

Rurki wirowe i produkty do chłodzenia miejscowego

ANALIZA PRZYPADKU II: Chłodzenie zgrzewu ultradźwiękowego

Problem: Producent pasty do zębów zgrzewa końce tubek z tworzywa sztucznego za pomocą zgrzewarki ultradźwiękowej przed napełnieniem. Z powodu nagrzewania szczęki zgrzewającej w zgrzewarce, zwolnienie tubek było opóźnione. Tubki, które były zbyt gorące, nie były zgrzewane, co skutkowało wysokim odsetkiem braków.

Rozwiązanie: Została użyta rurka wirowa model 3215 w celu skierowania zimnego powietrza na szczękę zgrzewarki. Zimno poprzez metalową szczękę jest przekazywane na zgrzew tubki znajdującej się w zaciśniętej pozycji. Czas procesu został skrócony i wybrakowane tubki zostały wyeliminowane.

Komentarz: Większość ludzi jest zdumiona, że chłodzenie za pomocą małej rurki wirowej może znacznie poprawić jakość i wydajność. Rurka wirowa jest tanim rozwiązaniem do chłodzenia części, komór, zgrzewów i różnych procesów. Rurki są łatwe w obsłudze, można je ustawić na wytwarzanie zimnego powietrza o temperaturze do -46°C i nie posiadają części ruchomych podlegających zużyciu.

 

Rurki wirowe i produkty do chłodzenia miejscowego

ANALIZA PRZYPADKU III: Chłodzenie zbiorników na paliwo wytwarzanych w procesie formowania z rozdmuchem

Problem: Samochodowe zbiorniki na paliwo są wytwarzane w procesie formowania z rozdmuchem, następnie mocowane do uchwytu w celu uniknięcia deformacji podczas cyklu chłodzenia. Czas chłodzenia powyżej 3 minut wymagany dla każdego zbiornika powodował powstanie wąskiego gardła w procesie produkcji.

Rozwiązanie:2 rurki wirowe model 3250 zostały zamontowane do stojaka chłodzącego i podłączone do instalacji sprężonego powietrza. Zimne powietrze wytworzone przez rurki wirowe krążyło wewnątrz zbiorników na paliwo. Czas chłodzenia każdego zbiornika został skrócony z trzech do dwóch minut, co poprawiło wydajność o 33%.

Komentarz: Trudno sobie wyobrazić zastosowanie lepiej dostosowane dla rurki wirowej od tego. Mały rozmiar i mała waga rurek wirowych uprościły montaż do stojaka chłodzącego. Brak części ruchomych zapewnił niezawodność i pracę bezobsługową w nieprzyjaznym środowisku. Wreszcie zimny strumień powietrza został łatwo doprowadzony przewodem do zbiornika na paliwo poprzez gwintowany wylot zimnego powietrza. Jeżeli problem z zakresu chłodzenia obejmuje potrzebę prostoty, niezawodności i kompaktowej konstrukcji, rurka wirowa stanowi bardzo często najlepszy wybór.

 

Rurki wirowe i produkty do chłodzenia miejscowego

ANALIZA PRZYPADKU IV: Chłodzenie małych części po lutowaniu

Problem: Części klimatyzatora montowane w automatycznej maszynie do lutowania twardego należy ochłodzić do temperatury manipulacji przed ich wyjęciem. Maszyna jest w stanie lutować do czterystu sztuk na godzinę. Jednakże, czas wymagany na ochłodzenie części poważnie ograniczył wielkość produkcji. Chłodzenie wodą było nie do przyjęcia z punktu widzenia zarówno utrzymania czystości jak i zanieczyszczenia części.

Rozwiązanie: Zostały użyte 2 rurki wirowe model 3230 (z zainstalowanym tłumikiem zimnego powietrza) do odmuchu części zimnym powietrzem po cyklu lutowania. Rurki wirowe zostały ustawione na 80% udział zimnego powietrza w celu wytworzenia maksymalnej mocy chłodniczej. Części zostały ochłodzone z temperatury lutowania na poziomie 788°C do temperatury manipulacji równej 49°C w ciągu 20 sekund, umożliwiając pracę maszyny z maksymalną wydajnością.

Komentarz: W porównaniu do konwencjonalnego chłodzenia lub chłodzenia wodą, rurki wirowe posiadają wiele zalet takich jak: niski koszt, kompaktowa konstrukcja, niezawodność i czystość. Powyższe właściwości sprawiają, że rurki wirowe są ekonomicznie efektywnym wyborem do wielu operacji chłodzenia małych części.

 

ANALIZA PRZYPADKU V: Testowanie termostatów taśmy grzewczej

Problem: Producent elektrycznych taśm grzewczych miał problem z testowaniem termostatów pod kątem dokładności. Taśma grzewcza ma się załączać gdy temperatura na zewnątrz spadnie poniżej 4°C, aby zapobiec zamarzaniu rur lub tworzeniu się lodu na krawędziach dachów. Szczelny dla płynów termostat każdej taśmy należało zanurzyć w misce lodowatej wody (termometr wskazywał 2°C) w celu upewnienia się, że lampka kontrolna zapala się i taśma nagrzewa się. Letnie ciepło powodowało tak szybkie nagrzewanie wody, że więcej czasu poświęcano na regulację temperatury wody niż testowanie termostatów.

Rozwiązanie: Kąpiel wodna została zastąpiona regulowaną chłodnicą miejscową model 3825. Po ustawieniu na wymaganą temperaturę 2°C, zapewniała stabilną temperaturę przez cały dzień bez regulacji. Suszenie każdej taśmy grzewczej nie było dłużej potrzebne i testowanie trwało kilka sekund.

Komentarz: Regulowana chłodnica miejscowa spłaciła się bardzo szybko w wyniku zwiększenia wydajności. W tym przypadku, firma zastosowała generator (425 l/min), który ograniczył zużycie sprężonego powietrza, kosztującego jedynie 23 centy za godzinę ciągłej pracy! W przypadku testowania termostatów, chłodzenia obrabianych tworzyw sztucznych, utwardzania klejów termotopliwych lub kontrolowania tolerancji, regulowana chłodnica miejscowa stanowi najlepszy wybór.

 

 

Zestawy rurki wirowej

Zestaw zawiera rurkę wirową, tłumik zimnego powietrza, filtr sprężonego powietrza i wszystkie generatory wymagane do eksperymentu z pełnym zakresem przepływów i temperatur.

ModelCharakterystyka
3908Zestaw chłodzący do 550 Btu/h (139 Kcal/h), mały rozmiar
3930Zestaw chłodzący do 2 800 Btu/h (706 Kcal/h), średni rozmiar
3998Zestaw chłodzący do 10 200 Btu/h (2 570 Kcal/h), mały rozmiar

 

Zestawy regulowanej chłodnicy miejscowej

Model 3825:

obejmuje regulowaną chłodnicę miejscową, zestaw węża jednopunktowego z dyszą stożkową i wachlarzową, obrotową podstawę magnetyczną, separator-filtr, generatory 425 i 850 l/min. (zainstalowany generator 708 l/min).

 

Model 3925:

obejmuje regulowaną chłodnicę miejscową, zestaw węża dwupunktowego z dyszą stożkową i wachlarzową, obrotową podstawę magnetyczną, separator-filtr, generatory 425 i 850 l/min. (zainstalowany generator 708 l/min).

Kontakt
close slider

tel.: +48 (76) 862 30 77

tel. kom.:+48 501 642 025

e-mail: biuro@pneuma.pl