Воздушные форсунки: принцип работы, расход воздуха и применение

Сжатый воздух широко используется на производстве для обдува, очистки, сушки, охлаждения, удаления стружки и других технологических операций. Но подача воздуха через обычную открытую трубку далеко не всегда является эффективным решением.

Воздушная форсунка формирует направленный поток заданной формы и позволяет использовать сжатый воздух непосредственно там, где он необходим технологическому процессу.

Правильный подбор воздушной форсунки помогает получить требуемую силу и геометрию воздушного потока, рационально использовать производительность компрессорной системы и создать стабильный процесс.

Разберём, как работают воздушные форсунки, чем отличаются точечные и плоские воздушные потоки, как учитывать расход воздуха и давление и какие параметры необходимо знать для правильного подбора.

1. Что такое воздушная форсунка

Воздушная форсунка — это элемент пневматической системы, предназначенный для формирования и направления потока сжатого воздуха.

Она устанавливается в точке технологического процесса и преобразует поступающий воздух в поток определённой геометрии.

Воздушные форсунки применяются для:

• обдува деталей;
• сушки поверхности;
• удаления воды;
• удаления стружки и частиц;
• очистки оборудования;
• охлаждения изделий;
• перемещения лёгких материалов;
• создания воздушной завесы;
• других технологических операций со сжатым воздухом.

В каталоге B4S представлены воздушные форсунки B4S и IKEUCHI для обдува, очистки, сушки и других промышленных процессов.

Посмотреть воздушные форсунки B4S и IKEUCHI →

2. Как работает воздушная форсунка

Сжатый воздух поступает в корпус форсунки и выходит через одно или несколько специально сформированных отверстий или каналов.

Конструкция выходной части определяет:

• форму воздушного потока;
• ширину зоны воздействия;
• направление потока;
• расход воздуха;
• характер воздействия на поверхность.

Поэтому две воздушные форсунки с одинаковой присоединительной резьбой могут создавать совершенно разные воздушные потоки.

Выбирать воздушную форсунку только по диаметру резьбы неправильно.

3. Почему обычная открытая трубка — не то же самое, что воздушная форсунка

На производстве сжатый воздух иногда подают непосредственно через отверстие в трубе или открытый конец трубки.

Такое решение технически простое, но поток практически не оптимизирован под конкретную задачу.

Специализированная воздушная форсунка позволяет сформировать требуемое направление и геометрию потока.

Это особенно важно, когда необходимо:

• обработать широкую поверхность;
• направить воздух точно в определённую точку;
• получить повторяемый результат;
• рационально использовать сжатый воздух;
• установить несколько форсунок в единую систему.

4. Какие бывают формы воздушного потока

По геометрии воздействия воздушные форсунки можно условно разделить на несколько групп.

4.1. Плоский воздушный поток

Воздух распределяется по определённой ширине и формирует воздушный «нож» или веерообразную рабочую зону.

Такой поток удобен для:

• сушки широкой поверхности;
• сдувания воды;
• очистки конвейера;
• обдува листового материала;
• создания воздушной завесы.

4.2. Направленный локальный поток

Воздух концентрируется на относительно небольшой зоне.

Это может быть полезно для:

• удаления стружки;
• обдува отдельных элементов;
• локального охлаждения;
• очистки труднодоступных участков.

4.3. Многоканальный поток

В некоторых воздушных форсунках используется несколько выходных каналов. Они совместно формируют требуемую воздушную зону.

Например, воздушная форсунка B4S DPO 47 ABS имеет 16 каналов и ширину 47 мм. :contentReference[oaicite:1]{index=1}

5. Основные параметры воздушной форсунки

При подборе необходимо учитывать не только присоединительный размер.

Основные параметры:

• рабочее давление;
• расход воздуха;
• форма потока;
• ширина воздушного потока;
• необходимая сила воздействия;
• расстояние до поверхности;
• материал форсунки;
• монтажная резьба;
• количество форсунок;
• условия эксплуатации.

Для правильного выбора необходимо рассматривать воздушную форсунку как часть всей пневматической системы.

6. Что означает расход воздуха

Расход показывает количество воздуха, проходящего через форсунку за определённый промежуток времени при заданных условиях.

Для промышленных воздушных форсунок расход может указываться, например, в:

• м³/ч;
• л/мин;
• других единицах в зависимости от документации производителя.

При сравнении моделей необходимо обязательно проверять единицы измерения и давление, при котором указан расход.

Например, для B4S 1/4M DPO 47 ABS в текущей карточке указано 22 м³/ч при 3 бар. :contentReference[oaicite:2]{index=2}

7. Как давление влияет на расход воздуха

Расход воздушной форсунки зависит от давления подачи. Поэтому значение расхода нельзя рассматривать отдельно от условий, при которых оно было определено.

Если давление в реальной системе отличается от значения в технической документации, фактический расход также будет другим.

При этом для газа зависимость расхода от давления сложнее, чем простая формула квадратного корня, которую используют для гидравлических форсунок с жидкостью.

Поэтому формулу:

Q₂ = Q₁ × √(P₂ / P₁)

не следует автоматически применять для расчёта расхода сжатого воздуха.

Для воздушных форсунок необходимо использовать таблицы или расходные характеристики конкретной модели производителя.

8. Почему давление компрессора и давление на форсунке — не одно и то же

Компрессор может поддерживать определённое давление в общей пневматической системе, но непосредственно на форсунке оно может быть ниже.

Потери возникают на:

• трубопроводах;
• длинных шлангах;
• фитингах;
• фильтрах;
• регуляторах;
• клапанах;
• соединениях.

Если одновременно включается большое количество форсунок, падение давления может увеличиться.

Поэтому при диагностике недостаточного обдува полезно измерять давление максимально близко к рабочей точке.

9. Как рассчитать общий расход воздуха

Если одновременно работают одинаковые форсунки, предварительный общий расход можно определить:

Q_system = Q_nozzle × N

где:

• Q_system — суммарный расход воздуха;
• Q_nozzle — расход одной форсунки при заданном давлении;
• N — количество одновременно работающих форсунок.

Например, если одна форсунка потребляет 22 м³/ч при заданных условиях и одновременно работают 10 форсунок:

Q_system = 22 × 10 = 220 м³/ч.

Это значение необходимо учитывать при проверке производительности компрессорной системы.

10. Почему количество одновременно работающих форсунок особенно важно

Компрессор может без проблем обеспечивать работу одной или двух форсунок, но при одновременном включении нескольких десятков точек давление в системе может существенно снизиться.

Поэтому при расчёте необходимо знать:

• общее количество форсунок;
• сколько из них работает одновременно;
• расход каждой модели;
• рабочее давление;
• продолжительность цикла обдува.

Если форсунки работают импульсно, режим потребления воздуха также необходимо учитывать при проектировании системы.

11. Воздушные форсунки для сушки

Одна из распространённых задач — удаление воды с поверхности после мойки или другого технологического процесса.

Воздушный поток должен переместить жидкость с поверхности и вывести её из рабочей зоны.

При подборе необходимо учитывать:

• ширину изделия;
• скорость его движения;
• количество воды;
• форму поверхности;
• расстояние до форсунок;
• угол направления воздуха;
• необходимую ширину воздушного потока.

Для широкой поверхности часто удобнее использовать несколько плоских воздушных форсунок, расположенных поперёк движения изделия.

В деревообрабатывающей промышленности воздушные форсунки могут использоваться для направленного удаления лёгких частиц с поверхности, очистки отдельных элементов оборудования, обдува движущегося материала и удаления остаточной влаги.
→ Подробнее: Применение форсунок в деревообрабатывающей промышленности

12. Воздушные форсунки для обдува после мойки

На конвейерных линиях воздушный обдув может устанавливаться после зоны водяной мойки.

Типовая последовательность процесса:

мойка → ополаскивание → удаление основной воды → воздушный обдув → дальнейшая обработка или сушка.

В такой системе важно согласовать:

• скорость конвейера;
• количество воды на поверхности;
• положение воздушных форсунок;
• ширину изделия;
• расход воздуха;
• доступное давление.

Если на поверхности остаётся слишком много воды, увеличение давления воздуха не всегда является единственным или наиболее рациональным решением. Иногда необходимо изменить положение и количество форсунок.

13. Воздушные форсунки для удаления стружки

В механической обработке сжатый воздух используется для удаления:

• металлической стружки;
• пыли;
• мелких частиц;
• остатков материала.

Для таких задач важно правильно направить поток относительно поверхности и направления перемещения загрязнения.

Если воздушная форсунка установлена неправильно, частицы могут просто перемещаться внутри рабочей зоны вместо эффективного удаления.

14. Воздушные форсунки для охлаждения

Направленный воздушный поток также может использоваться для охлаждения деталей или оборудования.

Эффективность зависит от:

• температуры поверхности;
• температуры воздуха;
• скорости воздушного потока;
• площади воздействия;
• времени обдува;
• тепловой нагрузки процесса.

Для серьёзных тепловых расчётов одной информации о расходе воздуха недостаточно — необходимо учитывать тепловой баланс процесса.

15. Воздушная завеса

Если несколько плоских воздушных потоков расположить рядом, можно сформировать более широкую зону воздействия.

Такая конфигурация может использоваться для:

• сдувания жидкости;
• очистки движущегося изделия;
• отделения зон процесса;
• направленного обдува по всей ширине конвейера.

При этом важно правильно подобрать шаг между форсунками, чтобы не оставлять необработанные участки.

Общие принципы расположения нескольких форсунок рассмотрены отдельно:

Расположение форсунок на коллекторе: шаг и перекрытие →

16. Как расстояние до поверхности влияет на результат

При увеличении расстояния воздушный поток распространяется на большую область, но характер воздействия на поверхность изменяется.

Поэтому нельзя устанавливать форсунку максимально далеко только ради увеличения зоны покрытия.

При подборе положения необходимо найти баланс между:

• шириной зоны воздействия;
• необходимой силой потока;
• геометрией оборудования;
• количеством форсунок.

Рабочее расстояние желательно определять по характеристикам конкретной серии и испытаниям на реальном процессе.

17. Как угол установки влияет на обдув

Во многих задачах воздушный поток направляют не строго перпендикулярно поверхности, а под углом.

Это позволяет не только воздействовать на жидкость или частицы, но и направлять их в нужную сторону.

Например, при удалении воды с движущегося изделия поток можно ориентировать так, чтобы вода выводилась за пределы рабочей зоны.

Оптимальный угол зависит от:

• геометрии детали;
• направления движения;
• скорости конвейера;
• типа загрязнения;
• расположения соседних форсунок.

18. Почему повышать давление до максимума не всегда рационально

Если обдув недостаточен, первой реакцией иногда становится увеличение давления.

Но это не всегда оптимальное решение.

Сначала необходимо проверить:

• правильно ли выбрана форма потока;
• на каком расстоянии установлена форсунка;
• правильно ли она направлена;
• достаточно ли форсунок;
• соответствует ли пневмолиния требуемому расходу;
• есть ли существенные потери давления.

Иногда изменение расположения форсунки даёт больший технологический эффект, чем простое повышение давления.

19. Почему расход сжатого воздуха имеет экономическое значение

Сжатый воздух требует энергии для производства. Поэтому при большом количестве постоянно работающих точек даже относительно небольшая разница в расходе одной форсунки масштабируется на всю установку.

Например, если система содержит 20 одинаковых форсунок с расходом 22 м³/ч:

Q_system = 22 × 20 = 440 м³/ч.

Если система работает много часов ежедневно, её потребление воздуха становится важным эксплуатационным параметром.

Поэтому при модернизации необходимо оценивать не только стоимость самих форсунок, но и расход сжатого воздуха.

20. Материал воздушной форсунки

Материал выбирается с учётом условий эксплуатации.

В текущем каталоге B4S присутствуют воздушные форсунки, например, из:

• ABS;
• POM;
• PPS;
• других материалов в зависимости от конкретной серии.

Например, B4S 1/4M DPO 47 выполнена из ABS, а IKEUCHI 3/8M TF-F 121-46-010 — из PPS. :contentReference[oaicite:3]{index=3}

Материал необходимо выбирать по температуре, механическим условиям, окружающей среде и требованиям конкретного процесса.

Материал форсунки: нержавеющая сталь, латунь или пластик — что выбрать →

21. Воздушная и водовоздушная форсунка — в чём разница

Эти два типа оборудования не следует путать.

Воздушная форсунка формирует направленный поток воздуха для обдува, сушки, очистки и других операций.

Водовоздушная форсунка использует воздух для атомизации жидкости и формирования распыла.

Это особенно важно учитывать при поиске оборудования: внешне некоторые модели могут быть похожи, но принцип работы и назначение отличаются.

22. Типичные ошибки при выборе воздушной форсунки

22.1. Выбирать только по резьбе

Одинаковое присоединение не означает одинаковый воздушный поток или расход.

22.2. Не учитывать расход воздуха

При большом количестве форсунок компрессор может не обеспечить требуемую производительность.

22.3. Ориентироваться только на давление компрессора

Давление непосредственно на форсунке может быть ниже из-за потерь в системе.

22.4. Использовать максимальное давление без необходимости

Сначала следует оптимизировать форму, положение и направление потока.

22.5. Не учитывать расстояние до изделия

Рабочая зона и воздействие воздушного потока зависят от расстояния.

22.6. Не учитывать одновременную работу всех форсунок

Пневмосистема должна обеспечивать суммарный расход в реальном режиме эксплуатации.

22.7. Путать воздушную форсунку с водовоздушной

Это разные классы оборудования с разными задачами.

23. Как подобрать воздушную форсунку

Для предварительного подбора необходимо определить:

1. задачу — сушка, очистка, охлаждение, удаление стружки или другой процесс;
2. что именно необходимо удалить или обдуть;
3. размер рабочей зоны;
4. требуемую форму воздушного потока;
5. доступное давление;
6. доступный расход воздуха;
7. расстояние до поверхности;
8. количество форсунок;
9. сколько форсунок работает одновременно;
10. монтажную резьбу;
11. температуру;
12. условия окружающей среды.

Если существующая система работает неудовлетворительно, дополнительно полезно предоставить фотографии и видео процесса.

24. Реальные воздушные форсунки из каталога B4S

В текущем каталоге rusforsunki.ru представлено 104 воздушные форсунки B4S и IKEUCHI. Ниже приведены конкретные варианты для разных конфигураций. :contentReference[oaicite:4]{index=4}

24.1. B4S 1/4M DPO 47 ABS

Воздушная форсунка B4S DPO для формирования направленного воздушного потока.

• артикул — B4S 1/4M DPO 47 ABS;
• резьба — 1/4;
• расход — 22 м³/ч при 3 бар;
• материал — ABS;
• ширина — 47 мм;
• количество каналов — 16;
• в карточке указан рабочий диапазон до 5 бар.

Эта модель особенно наглядна для понимания многоканальной конструкции воздушной форсунки. Все приведённые характеристики указаны в текущей карточке товара. :contentReference[oaicite:5]{index=5}

Посмотреть B4S 1/4M DPO 47 ABS и запросить КП →

24.2. B4S 1/4M DPO FLAT 110 POM

В каталоге также представлена воздушная форсунка B4S с более широкой плоской конструкцией:

• артикул — B4S 1/4M DPO FLAT 110 POM;
• резьба — 1/4 M;
• материал — POM.

Модель присутствует в текущей категории воздушных форсунок B4S. :contentReference[oaicite:6]{index=6}

Посмотреть воздушные форсунки B4S DPO →

24.3. IKEUCHI 3/8M TF-F 121-46-010 PPS

Для задач, где требуется другая геометрия воздушного потока, в каталоге представлены решения японского производителя IKEUCHI.

• артикул — IKE 3/8M TF-F 121-46-010 PPS;
• резьба — 3/8;
• ширина — 121 мм;
• материал — PPS;
• производитель — IKEUCHI.

Эти характеристики подтверждаются текущей карточкой товара. :contentReference[oaicite:7]{index=7}

Посмотреть IKEUCHI 3/8M TF-F 121-46-010 PPS и запросить КП →

24.4. Другие воздушные форсунки B4S и IKEUCHI

Если приведённые модели не соответствуют требуемому расходу, ширине или способу монтажа, в категории доступны другие исполнения.

Перейти в полный каталог воздушных форсунок →

Важно: конкретную модель необходимо выбирать по технологической задаче, расходу, давлению, требуемой геометрии потока и условиям эксплуатации. Приведённые модели являются примерами реальной продукции из каталога, а не универсальным решением для любого процесса.

25. Пример предварительного расчёта системы обдува

Предположим, для обдува изделия рассматривается 8 воздушных форсунок с расходом 22 м³/ч каждая при требуемых условиях.

Общий расход:

Q_system = 22 × 8 = 176 м³/ч.

Далее необходимо проверить:

• может ли компрессор обеспечить такой расход;
• какое давление будет непосредственно на форсунках;
• достаточен ли диаметр магистрали;
• каковы потери на фильтрах и регуляторах;
• работают ли все восемь форсунок одновременно;
• обеспечивает ли выбранное расположение требуемый результат.

Только после этого можно оценивать конфигурацию как полноценную систему, а не просто набор отдельных форсунок.

26. Часто задаваемые вопросы

Какое давление нужно для воздушной форсунки?

Оно зависит от конкретной модели и требуемого результата. Необходимо использовать технические характеристики выбранной серии. Например, для B4S DPO 47 в карточке расход 22 м³/ч указан при 3 бар, а также указан предел до 5 бар. :contentReference[oaicite:8]{index=8}

Как рассчитать расход нескольких воздушных форсунок?

Если одинаковые форсунки работают одновременно при одинаковых условиях, суммарный расход можно предварительно определить как расход одной форсунки, умноженный на их количество.

Можно ли пересчитать расход воздуха по формуле квадратного корня от давления?

Не следует использовать эту гидравлическую формулу как универсальный способ пересчёта сжатого воздуха. Для газа необходимо использовать расходные характеристики конкретной воздушной форсунки.

Что лучше для сушки — одна широкая форсунка или несколько маленьких?

Зависит от ширины изделия, количества жидкости, расстояния, скорости движения и доступного воздуха. Оба решения могут быть технически правильными в разных процессах.

Можно ли использовать воздушные форсунки для охлаждения?

Да, направленный воздушный поток может использоваться для охлаждения, но для серьёзной тепловой задачи необходимо учитывать тепловую нагрузку процесса.

Чем воздушная форсунка отличается от форсунки тумана?

Воздушная форсунка формирует поток воздуха. Туманообразующая форсунка распыляет жидкость на капли. Это разные технологические задачи.

Как понять, хватает ли компрессора?

Необходимо определить суммарное потребление всех одновременно работающих форсунок при требуемом давлении и сопоставить его с реальной производительностью компрессорной системы с учётом потерь.

27. Подбор воздушных форсунок B4S

Для правильного подбора желательно предоставить специалистам B4S информацию о самом технологическом процессе.

Отправьте:

• описание задачи;
• что необходимо удалить, высушить, очистить или охладить;
• размер рабочей зоны;
• доступное давление;
• производительность компрессора, если известна;
• количество предполагаемых форсунок;
• режим работы — постоянный или импульсный;
• монтажную резьбу;
• фотографию или видео оборудования.

B4S поможет подобрать воздушную форсунку по расходу, геометрии потока и условиям работы, а также предложить B4S или IKEUCHI под конкретную задачу.

Если на оборудовании уже установлена воздушная форсунка другого производителя, пришлите её маркировку или фотографию — можно подобрать аналог.

Отправить задачу на подбор воздушной форсунки →