Esta es una breve guía de algunas técnicas comunes de pulverización de precisión que ayudan a mejorar la calidad del producto y reducir el desperdicio en una amplia variedad de industrias. En primer lugar, la guía distingue los cuatro tipos diferentes de precisión antes de pasar a discutir qué boquillas de pulverización deben desplegarse para lograr cada tipo de precisión.
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¿Qué es la pulverización de precisión?
La precisión en las aplicaciones de pulverización se presenta en cuatro formas principales:
Precisión espacial
Este tipo de precisión garantiza que la pulverización solo llegue al área que necesita. La pulverización imprecisa dará como resultado que el líquido se distribuya a áreas donde no se requiere. En muchos casos, esto será simplemente un desperdicio de producto, pero si, por ejemplo, las colas se entregan fuera del área deseada, la pulverización excesiva puede tener graves consecuencias en la producción.
Precisión de dosificación (tasa de flujo)
Una cosa es conseguir que la pulverización llegue al objetivo, pero también es necesario aplicar la cantidad correcta de pulverización. Esto significa que debe lograrse el control del caudal de las boquillas de pulverización. Las variaciones por encima o por debajo de los niveles deseados resultarán en defectos o desperdicio del producto.
Precisión de consistencia
Los caudales generales afectarán la dosificación general, pero a menudo se cree que es necesario prestar atención a la distribución de la pulverización. La uniformidad del rociado sobre el área puede ser un factor importante para lograr un producto de buena calidad. Por lo tanto, es necesario comprender y controlar las propiedades de la pulverización, como el tamaño medio de las gotas y las variaciones en las densidades de la pulverización en el patrón de pulverización generado por la boquilla.
Precisión temporal
Con los sistemas de pulverización con transportador (o con cualquier otro sistema con movimiento relativo entre la boquilla de pulverización y el objetivo), las precisiones espaciales y de dosificación mencionadas anteriormente a menudo se traducen en precisión temporal. Controlar exactamente cuándo se enciende y apaga la boquilla determinará dónde y cuánto rociado se administra. Tener un ciclo de encendido / apagado muy nítido y agudo es, por lo tanto, a menudo crítico en tales sistemas. La precisión temporal es vital en cualquier sistema de pulverización de inicio y parada.
Revestimiento-donas-diagrama-medioMétodos de control
Presión del fluido
La forma más básica de control se puede lograr variando la presión del fluido. Esto determinará el caudal total a través de las boquillas. Un simple regulador de presión será suficiente para asegurar que se logre un caudal constante. El control de presión puede ser suficiente para corridas continuas de producto sin
necesidad de ciclos de rociado de encendido / apagado.
Boquillas accionadas por aire
Si se requieren ciclos de parada-arranque como parte de una corrida de producción, entonces probablemente se requerirán boquillas de rociado accionadas por aire para lograr el nivel deseado de precisión espacial. Una válvula hidráulica para abrir y cerrar el flujo de fluido directamente tendrá un tiempo de retraso antes de que la boquilla se apague por completo y habrá algo de goteo o mala pulverización durante este tiempo. El aire es mucho más sensible, por lo que un sistema de apagado accionado por aire puede encenderse y apagarse aproximadamente 3 veces por segundo. La presión del fluido se mantiene continuamente para que el rocío esté siempre «listo» para ser liberado. Esto normalmente responderá lo suficiente para la mayoría de las aplicaciones de pulverización de arranque y parada.
Control de aire
Las boquillas atomizadoras de aire mezclan el fluido y el aire para producir pulverizaciones finas. La presencia de aire proporciona otra variable para controlar las propiedades de pulverización. El aire mezclado con el fluido también ayuda a transportar y dirigir la pulverización resultante. Todo esto puede ayudar con el control espacial y de consistencia.
Las propiedades de pulverización, incluido el patrón de pulverización y el tamaño de las gotas, estarán determinadas por la presión del aire y del fluido. Como hay dos variables, se puede lograr un mayor grado de control sobre el patrón resultante y la consistencia de la pulverización. En algunas boquillas de atomización de aire, como la boquilla SAM, se utilizan diferentes alimentaciones de aire para controlar el nivel de atomización y el ángulo de pulverización real entregado. En tales boquillas, ahora tenemos tres variables independientes que se pueden usar para controlar la pulverización (presión del fluido, presión del aire de atomización y presión del aire del patrón de pulverización).
Boquillas accionadas eléctricamente
flexflow onoffLas boquillas con válvula eléctrica integrada ofrecen otro nivel de control. Estas boquillas tienen un sistema de cierre directo incorporado que abre y cierra el orificio de la boquilla hasta 150 veces por segundo. Se mantendrá la presión del fluido. Esto significa que se puede lograr un control temporal muy preciso mientras se mantiene un control de consistencia muy bueno. Por supuesto, en los sistemas de transporte, un buen control temporal se traduce en un buen control espacial.
Otra técnica disponible para las boquillas eléctricas también permite un buen control de la dosificación. La modulación de ancho de pulso (PWM) aprovecha los ciclos de encendido / apagado muy rápidos disponibles para las boquillas eléctricas. Pulsando la boquilla de encendido y apagado muy rápidamente, se puede reducir el caudal de la boquilla sin comprometer la precisión de la consistencia. Normalmente, si se pulsaba una boquilla, veríamos una degradación en la consistencia de cualquier recubrimiento producido, pero con pulsaciones de 150Hz no se pueden ver efectos notables sobre la consistencia. Por lo tanto, con un ciclo muy rápido del 50% al 50% de descuento, podemos reducir el caudal de la boquilla en un 50%
Velocidades del transportador
Otra forma de controlar la precisión de la dosificación es variar la velocidad de los transportadores. Los transportadores más lentos darán como resultado la administración de una dosis más alta y viceversa. Obviamente, esta técnica de control solo está disponible para los sistemas de transporte.
Variables mixtas
Si bien todas las técnicas de control anteriores tienen su lugar, algunas son menos adecuadas que otras. El uso de la presión del fluido para controlar la dosificación, por ejemplo, afectará las propiedades de pulverización además del caudal. Por tanto, el ángulo de pulverización y el tamaño de las gotas también se verán afectados por los cambios en la presión del fluido. Esto significa que para tiradas de productos variables que requieren una buena precisión espacial y de consistencia, el uso de la presión del fluido para controlar la dosificación no será suficiente.
De manera similar, cuando se utilizan boquillas de atomización de aire incluso a través de la variable adicional de presión de aire, se obtiene un alcance de control más amplio, todas las características de la pulverización se verán afectadas por la mezcla de aire y fluido. Como tal, controlar la dosificación sin afectar la consistencia de la pulverización puede resultar difícil. El uso de atomizadores de aire de mezcla externos con alimentaciones de aire independientes para la forma del rociado y la atomización ayuda a resolver esto en gran medida. Sin embargo, si quisiéramos reducir la tasa de flujo manteniendo todo lo demás consistente, sería necesario realizar algunos experimentos de calibración complejos. Se puede hacer, pero no es obvio de inmediato cómo el cambio de un parámetro afectará a los demás.
Esta interacción a veces compleja entre las variables de pulverización no es realmente un problema con las ejecuciones de producción monolíticas estándar. Las calibraciones iniciales pueden ser complicadas, pero una vez que se definen los parámetros (presión de fluido, presión de aire, ciclos de encendido / apagado, etc.), la producción se puede configurar y dejar que funcione. Los ajustes a la calibración serán, con suerte, bastante pocos y espaciados, por lo que, incluso si inicialmente son complicados, esto no será un gran problema en el gran esquema de las cosas.
Ejecuciones de producción variable
Sin embargo, cuando se requieren series de producción variable, las complejas interacciones entre las variables de entrada de la aspersión pueden ser muy problemáticas. Imagine que tenemos dos series de productos diferentes que requieren la misma consistencia de pulverización y distribución espacial de pulverización, pero una ejecución requiere que se administre la mitad de la dosis. Variar la presión del fluido en un factor de aproximadamente 4 cambiará el caudal en aproximadamente un factor de 2, pero una pulverización de 4 bares tendrá un tamaño de gota muy diferente al del mismo fluido a 1 bar.
Una solución sería simplemente acelerar el transportador para una producción de baja dosis. Pero esto podría no ser posible y, si el programa de dosis alta es el producto principal, ahora estamos obstaculizando efectivamente la producción de la línea principal de productos para poder reducir la dosificación para una línea de productos menor. Es obvio por qué las técnicas de velocidad del transportador a menudo están lejos de ser ideales.
En tal situación, se podrían usar atomizadores de aire con alimentaciones de aire independientes para la forma del rociado y la atomización. La calibración inicial puede ser complicada, pero una vez que se han definido los parámetros de entrada para cada ciclo de producción, se pueden lograr resultados consistentes. Las presiones de fluido y aire se ajustan simplemente para cada programa de producción diferente.
Una solución aún mejor sería utilizar la técnica PWM discutida anteriormente. La boquilla eléctrica se puede encender y apagar muy rápidamente para que se pueda administrar una pulverización constante a diferentes velocidades de flujo. Como ninguna de las variables de entrada de pulverización cambia, se mantiene la precisión espacial y de consistencia. Así, con boquillas eléctricas se pueden programar diferentes dosis; si la dosis más alta se puede lograr al 100% en el programa de pulverización, mientras que otras dosis más bajas pueden administrarse mediante las mismas boquillas pulverizando a la misma presión de fluido.
Conclusiones
La pulverización precisa es importante en una amplia variedad de procesos de fabricación. Hay varios productos avanzados de boquillas de pulverización disponibles para lograr la pulverización deseada incluso en series de producción variables. Qué técnicas son las más adecuadas variarán enormemente de una situación a otra, pero se pueden sacar las siguientes conclusiones universales:
1- Considere cada uno de los tipos de control enumerados anteriormente. A continuación, se pueden seleccionar las técnicas de control más adecuadas.
2- Considere los efectos de las corridas variables. El conjunto de boquillas que solo necesitarán hacer frente a un programa de pulverización puede ser diferente de las boquillas que deberán hacer frente a varias series de producción diferentes. Pensar de antemano sobre esto puede ahorrarle muchos problemas más adelante.
3- Póngase en contacto con un fabricante de boquillas especializado en el que confíe. Es casi seguro que las boquillas baratas fabricadas por empresas no especializadas tengan calidades de pulverización variables. Esto hace que el control preciso sea casi imposible. Sin embargo, tan importante como la calidad del producto es el asesoramiento de expertos que se necesita para seleccionar correctamente la boquilla. Una empresa que realmente comprenda la tecnología de pulverización podrá ofrecer desde el principio un asesoramiento sólido y, en última instancia, que le permitirá ahorrar dinero.
Tabla de técnicas de pulverización de precisión
Mesa de pulverización de precisión
Boquillas Hidráulicas
Boquilla de abanico plano de caudal bajo
Boquillas accionadas por aire
HydroPulse
Boquillas atomizadoras de aire
xa boquillas atomizadoras de aire Boquilla atomizadora SAM Air
Boquillas accionadas eléctricamente
Boquilla de pulverización industrial accionada eléctricamente Boquilla de pulverización higiénica accionada eléctricamente FlexF