3.8 Расчет количества сжатого воздуха, требуемого для выдува бутылок

Для того чтобы правильно выбрать компрессор и систему пневматического питания агрегата выдува, необходимо знать расход потребляемого им воздуха. Эта величина вычисляется исходя из объемного расхода воздуха (м³/ч), приведенного к нормальным атмосферным условиям (нм³/ч). Расход сжатого воздуха Q_общ, м³/ч, необходимого для работы выдувной машины, определяется из выражения:

Q_общ=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄, (1)

где Q₁- расход сжатого воздуха, требуемого для смыкания и размыкания пресс-формы; Q₂- расход воздуха, необходимого для запечатывания горлышек преформ; Q₃- расход сжатого воздуха для вытягивания преформ в продольном направлении; Q₄- расход воздуха, необходимого непосредственно для выдува бутылок.

Дано:

Рабочее давление - 0,6 Мпа;

Давление выдува - 1,6 Мпа;

Теоретическая производительность агрегата выдува СП-8 - 600 бутылок в час;

Емкость получаемой бутылки - 1,5 литра;

Диаметр поршня рабочей полости цилиндра - 100 мм;

Диаметр поршня прижимного цилиндра - 50 мм;

Диаметр поршня цилиндра растягивания - 50 мм;

Ход поршня - 500 мм.

Оценочные расчеты потребления сжатого воздуха исполнительными цилиндрами Q_ц, нм³/ч, можно провести по выбранным значениям рабочего давления Р_раб, Мпа, объема рабочей полости пневмоцилиндра V_ц, м³, или же диаметра его поршня D_ц, м, хода поршня L, м, и числа его ходов за единицу времени N, 1/ч:

Q_ц=PV_цN, (2)

(здесь Р=(Р_атм+Р_раб)Р_атм- степень сжатия воздуха, Мпа, Р_атм и Р_раб- атмосферное и рабочее давления, соответственно, Мпа) или:

V_ц=рDц²L/4, [м³], (3)

где N- число ходов поршня за единицу времени, однозначно связанное с производительностью машины (П_т).

При использовании двухместной пресс-формы число циклов исполнительного цилиндра равняется половине производительности:

N=П_т/2 (4)

Расход сжатого воздуха Q₄, нм³/ч, необходимый непосредственно для выдува бутылок, определяется по формуле:

Q₄=P_выдП_тV_бут/1000 (5)

где V_бут- емкость выдуваемой бутылки, л.

1. Расчет сжатого воздуха, требуемого для смыкания и размыкания пресс-формы:

Q₁=P*V_ц1*N=7*0,003925*300=4,71(м³/ч)

V_ц=р* D_ц1²*L/4=3,14*0,1²*0,5/4=0,003925 (м³)

N= П_т/2=600/2=300(1/ч)

Р=(Р_атм+Р_раб)Р_атм=(1+6)*1=7(атм)

2. Расчет расхода сжатого воздуха, необходимого, для запечатывания горлышек преформ:

Q₂=PV_ц2*N=7*0,00098*300=2,06(м³/ч)

V_ц=р* D_ц2²*L/4=3,14*0,05²*0,5/4=0,00098 (м³)

N= П_т/2=600/2=300(1/ч)

Р=(Р_атм+Р_раб)Р_атм=(1+6)*1=7(атм)

3. Расчет расхода сжатого воздуха, необходимого для вытягивания преформ в продольном направлении:

Q₃=P*V_ц3*N=7*0,00098*300=2,06 (м³/ч)

V_ц=р* D_ц3²*L/4=3,14*0,05²*0,5/4=0,00098 (м³)

N= П_т/2=600/2=300(1/ч)

Р=(Р_атм+Р_раб)Р_атм=(1+6)*1=7(атм)

4. Расчет расхода сжатого воздуха, необходимого непосредственно для выдува бутылок:

Q₄=P_выдП_тV_бут/1000=16*600*1,5/1000=14,4 (м³/ч)

5. Расчет расхода сжатого воздуха для работы выдувной машины:

Q_общ=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄=4,71+2,06+2,06+14,4=23,23 (м³/ч)

Итоговые значения расхода сжатого воздуха Q_общ, необходимого для работы агрегата выдува, посчитанные для бутылок разного объема при P_раб=0,6 Мпа и Р_выд=1,6 Мпа, приведены на рис.9.

Рис.9. Расход воздуха, потребляемого на выдув ПЭТ-бутылок емкостью:

1 -5,0 л; 2 -3,0 л; 3 -2,0 л; 4 -1,5 л; 5 -1,0 л; 6 -0,5 л

Вычислив суммарный расход воздуха для работы выдувной машины по приведенным выше формулам, можно подбирать компрессор.