如何选择食品和饮料加工中的气动执行机构

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2019-09-24 09:24:34【小中大】

最近，食品加工正在设计和安装一系列高速气动执行机构，旨在以更小的车间占地面积提供更高的性能。使用集体接线和不锈钢过滤器调节器重新设计机械中的气动执行机构系统，将整体占地面积的大小减少了近一半，并最大限度地缩短了构建和安装时间。通过依赖了解其整体流程并帮助他们选择正确组件的供应商，能够实现各种底线优势：

-它们将机器控制面板的尺寸减半。

-它们的部件成本每台机器减少了近1,000美元。

-每台机器需要少一个小时的布线时间和一个小时的管道时间。

-每台机器节省了2,200美元的运营成本（每年22,000美元）。

及时的建议和智能选择的气动执行机构的组合对于这些系统的最终成功至关重要。对于任何给定的应用，选择最佳气动执行机构取决于理解两个主要问题：

-所需的操作性能和参数

-运营环境。

清洁要求

在食品和饮料生产中的应用通常需要气动执行机构和其他相关设备的特定认证以及最小化细菌截留点的特殊清洁设计特征。必须考虑多个国家和国际标准。例如，卫生标准公司致力于推进食品，饮料和制药行业的卫生设备设计。

食品生产环境需要频繁冲洗工作区域，这可能导致静态和动态垫圈和密封件的损坏。持续暴露在潮湿环境中以及在冲洗循环中使用的过氧化氢和其他清洁材料的腐蚀性喷雾剂会使未受保护的材料消失。这些环境挑战使不锈钢成为所有食品加工应用中最常用的材料。虽然不锈钢比铝更昂贵且加工成本更高，但它可以抵抗通常用于食品和饮料生产的蒸汽，高压水和腐蚀性清洁剂。这使设计人员更容易满足严格的卫生和耐腐蚀要求，这证明了许多机器设计人员的初始投资较高。

然而，幸运的是，一些新的，成本较低的不锈钢气动执行机构可用于食品和饮料加工应用，它们的特点是圆柱形桶和由阳极氧化铝制成的端盖，带有不锈钢活塞杆，活塞杆螺母和端盖螺钉。活塞，活塞轴承和活塞杆轴承由聚甲醛制成，这是一种经批准的热塑性塑料，具有高刚度，低摩擦和出色的尺寸稳定性。聚氨酯刮板环，活塞密封圈和垫片密封圈用于密封以保持透明的食品级润滑脂。

无论指定哪个组件，了解食品加工应用的详细信息以及所需要的内容（如压力，温度，流量，端口尺寸，配置和位置）至关重要。通常，仅根据成本或尺寸选择过滤器或阀门，迫使维护人员花费额外的时间进行维护，因为系统设计人员的选择不是最佳选择。长寿命和可重复性是任何良好气动解决方案的基本要求。选择经过全面测试和设计的部件，以承受最恶劣的操作，振动和冲击条件。

在涉及低于冰点的温度的食品加工应用中，指定设计用于承受这些条件而不牺牲性能或可靠性的产品，图2.例如，在过滤器调节器中，空气必须足够干燥以避免形成冰。如果温度达到32°F或更低，性能将会降低，因为液体颗粒变得凝胶状或冷冻。指定气动执行机构时，请仔细查看它们可能暴露的成分; 例如，冰，糖晶体或面团会在活塞杆上形成沉积物，这会影响它们的操作。为了解决这个问题，选择允许安装金属刮刀环（而不是橡胶或塑料）与活塞杆密封件的选项，以便在损坏气动执行机构组件之前去除残留物。

注意水

气动执行机构的附件和选件经常被忽略，因此确保整个产品能够承受其操作环境非常重要，以避免迫使维护人员浪费时间更换零件。例如，典型调节器的调节旋钮或T形手柄由复合材料制成。用于冲洗的腐蚀性化学品会腐蚀许多类型的塑料，因此除了不锈钢调节器外，旋钮应由不锈钢或其他兼容材料制成。

过滤调节器选项，如螺纹手动排水管或自动不锈钢排水管，广泛用于去除多余的液体，防止水排到地板上。寻找不释放气体或液体进入大气的非缓解调节器。尽可能选择使用食品级润滑脂的预润滑或无润滑机构，不需要定期润滑。

虽然有些气动执行机构符合NEMA保护标准或IEC / IP等级，但大多数气动执行机构都设计成安装在外壳中，以便在冲洗时保护它们。检查该外壳的设计是否有阀门和底板或歧管底座之间的任何裂缝以及其他可能含有细菌的非光滑表面。对于那些使用阀门进行串行通信的人来说，这些电子设备也需要保护。在食品加工过程中应避免使用需要润滑的压缩空气或定期手动润滑的部件，以尽量减少产品污染的风险。压缩空气中的润滑剂可以收集在排气口附近，并且手动施加的润滑剂可以溢出或聚集在多个部件上。

在非润滑应用中使用干燥空气至关重要; 冷凝会腐蚀系统组件，增加维护成本并降低系统效率。此外，除非分配空气管路由不锈钢，铝或高强度塑料制成，否则水会产生管道，这些管道可能会进入组件并导致故障。水是一种不良的润滑剂; 当用残余压缩机油乳化时，它变成乳状物质，必须排出。根据产生的液体量，这可能导致问题。此外，在食品加工过程中不应与合成乳液接触。干燥，过滤，无润滑的空气通常可以消除这些问题。

做出更明智的选择

除了与组件所需性能及其必须运行的环境相关的问题之外，食品加工越来越多地要求能够无缝连接并与设施内其他系统智能通信的系统。例如，气动阀歧管的智能控制使过程数据易于访问，并允许通过PLC进行监控。这种用于传感器，执行器和控制设备的点对点通信技术可以内置到大多数PLC配置中，或者集成到大多数现有的工业以太网和现场总线网络中。技术对于需要频繁转换的机器应用尤其有用; 可以显着减少重新配置时间和意外停机时间。

虽然为任何工业应用选择气动执行机构通常需要在预算限制内进行权衡，但系统设计人员可以通过抵制耐腐蚀性，清洁度问题以及长期保护措施的诱惑来防止未来的挫折并确保最佳的设备性能维护成本，同时为进一步扩展和增强系统通信奠定基础。

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