Усны струйкаар хайчлах тоног төхөөрөмж: Экологийн хувьд цэвэр, үр дүнтэй хайчлалтын технологи

Усны струйн хайчлалтын машиний экологийн болон эрүүл мэндэд өгөх давуу тал

Халуунд өртсөн бүс (HAZ)-ийн байхгүй байдал ба хүйтэн хайчлалтын давуу тал

Усны струйгаар оглох арга нь хүйтэн оглолтын арга замаар ажилладаг бөгөөд металл, найрмал материал, инженерийн пластик гэх мэт олон төрлийн материалд термийн деформацийн асуудлыг шийдвэрлэдэг. Жишээ нь плазма эсвэл лазерын системүүд нь 10,000 Фаренгейт градусаас дээш температуртай ажилладаг тул олон төрлийн асуудал үүсгэдэг. Усны струйны технологи нь дулааны нөлөөллийн бүсийг бүрмөсөн үүсгэдэггүй тул энэ бүх асуудлыг тойрч гардаг. Үр дүнд нь материалын бүтэц оглолтын явцад сулрах эсвэл муруйх зэрэг асуудал гардаггүй. Иймээс онгоц, анагаах ухааны тоног төхөөрөмжийн хэсгүүдийг хийх үед жижигхэн доголдол ч ирээдүйд аюул учруулах боломжтой тул ихэнх үйлдвэрүүд усны струйг сонгодог.

Нийлэгдэх хий, утаа, агаарт тархсан бохирдуулагчдын хэмжээг бууруулах

2019 оны зарим EPA-ийн тоо мэдээллээр, плазма шиг дулааны огтлолтын үед цагт ойролцоогоор 3.1 кг PM2.5 хэмжээний жижиг хэсгүүд болон янз бүрийн нүүрсустөрөгчийн нэгдлүүдийг гаргадаг. Гэхдээ усны цацлагаар огтлох арга нь үүнтэй бүр ялгаатай. Эдгээр системүүд нь химийн урвалгүй, зөвхөн хөдөлгөөний энерги ашигладаг тул шатах үлдэгдэл эсвэл хортой утаа үүсгэдэггүй. Хуучин агаар-газрын шатаалтын аргаас усны цацлагын систем рүү шилжсэн үйлдвэрүүд нь агаарын бохирдлын түвшин 97%-иар буурдаг. Энэ нь ажилчид агаарт элдэв хог хий багасч, амьсгалдаа илүү хялбар болох ажлын байранд томоохон ялгааг үзүүлдэг бөгөөд ерөнхийдөө гарагт бидэнд илүү сайн нөлөө үзүүлдэг.

Хортой бүтээгдэхүүн эсвэл аюултай хаягдалгүй илүү аюулгүй ажлын орчин

Дулааны хайчлалттай харьцуулахад усны шүргээгчийн арга нь хром VI эсвэл диоксин зэрэг аюултай бодисуудыг агаарт ялгаруулахгүй. Хэрэглэдэг гол элсэн материал нь ихэвчлэн бүрэн хоргүй, хорт хавдар үүсгэх эрсдэлгүй гранат байдаг. Түүнчлэн, ихэнх дэлгүүрүүд усыг цацраг систем ашиглан дахин боловсруулдаг тул нийт хаягдал багасдаг. 2022 оны NIOSH-ийн судалгаагаар плазмын хайчлагч ашигладаг хүмүүстэй харьцуулахад усны шүргээгчийг ажиллуулагч хүмүүсийн амьсгалын эрсдэл 89 хувийн бага байдаг. Энэ нь мэдээж салбарын дэлгүүрийн ажилчдын өдөр тутмын аюулгүй байдлыг ихээр сайжруулдаг.

Дулааны аргатай харьцуулахад материал ба орчинд үзүүлэх нөлөө бага

Усны жетон системүүд нь ихэвчлэн ойролцоогоор 0.02-0.04 инчийн хэмжээтэй нарийн зүсэлттэй байдаг тул бусад арга замаас хамаагүй цуглуулгыг багасган, материалыг маш нарийн нарийвчлалтайгаар зүсдэг. 2023 онд Fabrisonic компани явуулсан судалгаагаар эдгээр системүүд хавтангийн хувьд гангаар хийгдсэн ажиллагаанд хаягдалыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулдаг бөгөөд металл хийцэд маш үр дүнтэй ашиглагддаг. Илүү сайн тал нь орчин үеийн усны жетон суурилуулалт нөөцийг хэрхэн зохицуулах явдал юм. Ихэнх суурилуулалт нь зүсэх үед ашигладаг усны ойролцоогоор 85%-ийг дахин авч, ихэнх нь шаварлаг материалуудын 70%-ийг ч мөн дахин ашигладаг. Энэ нь хаягдлыг бууруулах хувьд маш том ач холбогдолтой болохыг харуулж байна - жилд тус бүр нь ойролцоогоор 12 тонн хаягдлыг цэцэрлэгт орохоос сэргийлдэг. Эдгээр бүгдийг харгалзан үзвэл усны жетон нь хуучин зүсгийн технологитой харьцуулахад орчны хувьд хэр их сайжруулалт хийснийг илтгэж байна.

Орчин үеийн усны жетон зүсэх системийн тэвчээртэй байдлын онцлог

Орчин үеийн усны жинтэй хайчлах машинууд нь өндөр үйлдвэрлэлийг экологийн хувьд бодитой үйлдвэрлэлттэй нийцүүлэхийн тулд нөөцийг хэмнэж, хаягдал багасгах дэвшилтэт инженерчлэлийг нэгтгэн ажилладаг.

Хаалттай шүүлтүүр ба ухаалаг усны дахин боловсруулах систем

Сүүлийн үеийн үйлдвэрийн системүүд нь Ecohome (2023) компанийн саяхны мэдээллээр процессын усны ойролцоогоор 85 хувийг дахин боловсруулдаг хаалттай шүүлтүүрийн технологийг агуулдаг. Эдгээр дэвшилтэт системүүд нь усны чанарыг бодит цагт хянах боломжийг олгох бөгөөд энэ нь тэд өөрсдөө бохирдлыг шүүж, шинэ усны нийт хэрэглээг багасгахын тулд урсгалын хурдыг тохируулж чаддаг гэсэн үг юм. Жишээлбэл, ийм системийг нэвтрүүлсэн үйлдвэрүүд нь хуучин нээлттэй системтэй харьцуулахад жилдээ дунджаар 1.2 сая галлоныг хэмнэдэг. Ийм хэмнэлт нь өдөр бүр их хэмжээний ус хэрэглэдэг үйлдвэрлэлийн салбарт экологийн нөлөөллийн хувьд маш их ач холбогдолтой.

Үртэгч материалыг үр дүнтэй ашиглах ба дахин боловсруулах аргачлал

Төвөөс зугтаах хуваалтын систем нь бөөрөнхий байдалд оруулсан гранат шлифоваль материалуудыг дахин ашиглах боломжийг олгох бөгөөд анхдагч материал хэрэглэхийг 30–50%(Шлифоваль материалийн дахин боловсруулалт талаарх судалгаа, 2023). Алмазан хайлганы цорго нь бөөмсийн чиглэлийг тохируулснаар үр ашгийг сайжруулж, хэт хатуу гангийн хувьд минутанд 1,100 инчийн хурдаас ч илүү олж авахад шлифоваль материалын амьдралыг сунгаж, хурдыг алдалгүйгээр үр дүнтэй ажиллах боломжийг бий болгодог. минутанд 1,100 инч эдгээр шинэчлэлтүүд нь бүтээмжийг хадгалж үлдээж, зөвхөн тэсвэртэй үйл ажиллагааг дэмждэг.

Усны уусмалын удирдлага ба хаягдал багасгах стратеги

Ашиглаж дууссан шлифоваль материалыг усны уусмалаас 90% үр дүнтэй (Гранатыг дахин олборлох судалгаа, 2022) тусгаарлаж, хаягдлаар гарах магадлалтай нөөцийг дахин ашиглагдах нөөц болгон хувиргадаг. Вакуум тусламжит цуглуулалт нь үлдэгдэл уусмалыг аюулгүй боловсруулах зориулалттайгаар барьж авдаг бөгөөд pH-салах шүүлтүүрүүд ноцтой урсгалыг саатуулдаг. Эдгээр стратегиуд нийлж нисэх онгоц, автомашин үйлдвэрлэгчид 2018 оноос хойш хаягдлын цэгцлэлтэнд орох хаягдлын хэмжээг 68%2018 оноос хойш

Усны жоншны машиний энергийн үр ашиг ба үйлдлийн үзүүлэлт

Усны струйгаар оглох технологи нь нарийвчлал, хариуцлагатай энерги хэрэглээг хослуулан, ухаалгаар зохион байгуулсан инженерийн шийдлүүд, үйл ажиллагааны ачааллыг оновчтой болгох замаар урт хугацааны үйлчилгээний хэмнэлт болон орчин үеийн орчны нөлөөллийг багасгадаг.

Усны струйгаар оглох технологийн энергийн хэрэглээ

Дунджаар авч үзвэл усны жетийн систем 30-50 киловатт цаг хооронд ажилладаг боловч энэ нь насосын тохиргоо болон хийгдэж буй огтлолтын төрлөөс хамааран ихэд ялгаатай байдаг. Нийт энергийн хэрэглээний ойролцоогоор 60-80 хувь нь өндөр даралттай насосыг ажиллуулахад зарцуулагддаг. Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр суурилуулах нь машин идэвхтэй огтлоогүй үед алдагдаж буй энергийг бууруулж, зарим тохиолдолд 20% хүртэл хэмнэлт гаргаж авахад тусалдаг. Ухаалаг даралтын тохируулга нь бидэнд шаардлагатай материалyn зузааныг харгалзан чадлын гарцыг зохицуулдаг. Өнгөрсөн жилийн Үйлдвэрийн огтлолтын аргуудын талаарх Байгаль орчны хамгааллын газрын тайлангийн саяхны судалгааны дүгнэлтээр хаалттай давхар шүүлтүүрийн системийг нэмж суурилуулах нэмэлт хэмнэлт оруулдаг. Эдгээр системүүд усны хэрэглээ болон цахилгааны эрэлтийг уламжлалт арга замаас ойролцоогоор 15-25%-иар бууруулах боломжийг олгодог тул ажиллагааны чанарыг алдагдуулахгүйгээр зардлаа бууруулахыг хүсч буй үйлдвэрүүдэд авч үзэхэд тустай.

Лазер, Плазма хэрэглэх энергийн харьцуулалт

Усны струйн систем нь плазмтай харьцуулахад цагт 50–60% бага энерги хэрэглэх бөгөөд 12 мм-с илүү зузаан металл огтлоход CO₂ лазераас 30% илүү үр дүнтэй байдаг. Чулуу, найрмал материал шиг цахилгаан дамжуулагч бус материалыг огтолгоход дулааны аргууд нэмэлт урьдчилан халаалт эсвэл туслах хий шаарддаг тул тэдгээрийн энергийн хэрэгцээ нэмэгддэг. Гол харьцуулалтуудад дараахь зүйлс орно:

Дулаан үүсгэх улмаас хөргөлтийн систем шаардлагагүй болсноор усны струйн технологи нь дулааны арга хэмжээнүүдтэй харьцуулахад амьдралын туршид нь хүртэл $740,000 хүртэл хэмнэлт гаргадаг (Ponemon Institute 2023) — энэ болох хэмнэлт нь их хэмжээний үйлдвэрлэлт явагддаг орчинд илүү ихэсдэг.

Усны струйгаар огтлох үед нарийвчлал, олон талт чадавх ба материал ашиглалтын үр дүнтэй байдал

Нарийн огтлолын өргөн ба материал алдагдлыг бууруулах

Усны струйн хайчлалт нь ихэвчлэн ойролцоогоор 0.03-аас 0.05 дюйм, өөрөөр хэлбэл ойролцоогоор 0.76-1.27 мм өргөнтэй маш нарийн хайчлалт хийх боломжийг олгоно. Энэ нь өнгөрсөн жилийн Fabrication Tech Journal-ийн мэдээгээр харилцан адилгүй бага хэмжээний материал алдагдахад хүргэдэг бөгөөд улмаар традицийн дулааны хайчлалтын арга замаас ойролцоогоор 15-25 хувийн багасалт гаргадаг. Нарийн нарийвчлал нь үйлдвэрлэгчдэд материал ашиглалтын хувийг 93-аас бараг 97 хувь хүртэл сайжруулах боломжийг олгоно. Энэ түвшний үр дүнтэй ажиллагаа нь онгоцны үйлдвэрлэл, автомашин үйлдвэрлэх үйлдвэрийн шугам зэрэг материал бүрийн хог хаягдал чухал байдаг салбарт маш том ач холбогдолтой юм. Нөгөө чухал давуу тал нь энэ процесс нь дулаан үүсгэдэггүй тул хэтэрхий халснаас болох деформаци буюу муруйцалт айдаггүйгээр деталь бүрийг хавтан дээр маш нягт ойрхон байрлуулах боломжийг олгоно.

Нарийн нарийвчлал, давталттай нарийн геометр хэлбэрт

Компьютерийн хяналтанд байгаа усны струйн систем нь байршилтын нарийн нарийвчлалыг хангана ±0.005 инч (0.13 мм) , турбинын хөвч, эмнэлгийн багаж зэрэг нарийн хэмжээ шаарддаг деталд чухал. 0.1 мм 2024 оны үйлдвэрлэлийн судалгаанд 98% анхны нарийвчлал 500 гаруй загварын давталтад хүрсэн бөгөөд давтамжийн онцлог чанарыг илтгэж байна. Хавчуурын үед ч 0.5 мм цагаан тугалган хаяг хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалж чаддаг.

Металл, найрмал материал, мэдрэг материалтай нийцтэй

Усны струйкын систем 1000 гаруй материалын сорт , тусгай:

• 12" зузаан хүртэлх өндөр бат бөхийн хайлш (жишээ нь: Inconel, титан)
• Давхардсан найрлагат материал, давхарга нь салдаггүй
• Шил, керамик шиг хугарч эвдэрдэг материал; ирмэг нь 50 микрон доор хэмжээтэй chips үүсгэхгүй

Шахах даралтыг тохируулах боломжтой (30,000–94,000 PSI) ба шохойлагч урсгалыг удирдах нь мэдрэг суурин материалд учрах эвдрэлийг саатуулдаг. Зарим жишээнд нүдэлтэй бүтэц, 0.8 мм-ийн хэлхээний самбар бүрэн бүтэн байдлыг хадгалж, цахилгаан, солирдох энерги үйлдвэрлэлийн салбарт уламжлалт үйлдвэрлэлийг боломжуулдаг.

Усны струйн хайчлалтын машиний экологийн болон эрүүл мэндэд өгөх давуу тал

Цэвэр усны струйка ашигласан шинэлэг технологийн бодит ерөнхий хэрэглээ ба ирээдүйн чиг хандлага

Туршлагын жишээ: автомашин, авиаци, барилгын салбарт экозөвийн ололтууд

Одоо үед машин үйлдвэрлэгчид эдгээр ариун технологийн нийлмэл хэсгүүдийн хувьд хаягдал багасгахын тулд усны струйка ашиглаж байна. Нийтдээ 3%-аас бага хаягдал үлдээх нь дулаанаар муруйдаг нүүрстөрөгчийн шилэн зэрэг мэдрэг материал ашиглах үед маш гайхамшигтай юм. Агаарын тээврийн салбарт ч мөн их өөрчлөлт гарсан. Хуучин арга болох фрезерлэх арга барилыг орхиж, далайн хөвчийг үйлдвэрлэхэд усны струйкын технологийг баталгаажуулсан бөгөөд энэ шилжилт нь титаны хаягдлыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулсан. Архитекторууд ч гэсэн хоцрогдоогүй байна. Олон дизайны студи одоо луйвар ба шилнийг давхаргуудынхаа гадна талыг усны струйкаар огтолж байна. Алмазан харуул ашиглах үеийн материал ашиглалт 65% байснаа усны струйкын аргаар 92% хүртэл сайжирсан. 2023 оны Дубайн нарны цамхагийн төслийг авч үзээрэй. Энэ арга нь жигнэмэгийн хаягдал 1,200 тонноос илүүг олборлож, хайгуулаас шууд гаргаж авах ёстой байсан.

Шинэ гарч буй инноваци: Усны струйкны системд хиймэл оюун ухаан, Интернет болон энерги сэргээн ашиглах

Дараагийн үеийн усны жинтэй системүүд нь тэгш хандлагатай байдлыг илүү ихээр дэмжихийн тулд оюунлаг технологийг нэгтгэж байна:

• Хиймэл оюуны удирдлагаар хяналт хийх элсэн бодисын тохируулга : Сүлжээний сүлжээнүүд бодисын урсгалыг бодит цагт тохируулж, хайлангийн хэрэглээг хувиар 18–22-р бууруулдаг
• Онцгой усыг дахин боловсруулах боломжийг олгодог IoT : Ухаалаг сенсорууд усны цэврийг хамгийн тохиромжтой түвшинд хадгалж, үргэлжилсэн үйл ажиллагааны үед 98% дахин ашиглах боломжийг олгоно
• Шингэний энерги дахин сэргээх : Туршилтын регенератив тормозны системүүд насосны энергийн 30%-ийг дахин ашигладаг цахилгаан болгон хувиргадаг

Эдгээр шинэчлэлтүүд усны жинтэй хайлангийг цэвэр тэг производт (net-zero manufacturing) дэмжигч чухал хэрэгсэл болгож, мэдээллийн технологийн салбарт үр ашгийг, аюулгүй байдлыг, орчин үеийн экологийн хариуцлагыг нэмэгдүүлж байна.

НӨАТ-ын хэсэг

Усны жинтэй хайлагч машинуудын экологийн давуу талууд юу вэ?

Усны жинтэй хайлагч машинууд нь уламжлалт дулааны хайлагч арга замаас харьцуулахад агаарын бохирдлыг, хортой хажуугийн бүтээгдэхүүнүүдийг, материаллаг хаягдлыг эрс бууруулдаг. Эдгээр нь ус, элсийг дахин боловсруулах замаар экологийн нөлөөллийг хамгийн бага байлгаж, тэгш хандлагатай байдлыг сайжруулдаг.

Усны струйн хайчлалт материал нь бүхэл бүтэн хадгалагдахын тулд хэрхэн ажилладаг вэ?

Усны струйн хайчлалт нь халуун-нөлөөллийн бүсийг бүрмөсөн арилгах хүйтэн хайчлалтын аргыг ашигладаг тул металл болон найрмал материалын бүтцийн бүхэл бүтэн байдлыг хадгалж, муруйх эсвэл сулрах эрсдэлийг өөртөө агуулахгүй.

Усны струйн хайчлалт энергийг үр дүнтэй ашиглах уу?

Усны струйн хайчлалт нь маш их хэмжээгээр энергийг үр дүнтэй ашигладаг бөгөөд ухаалгаар зохион байгуулсан инженерийн шийдлүүд болон үйл явцыг сайжруулах замаар энерги хэрэглээг бууруулдаг. Плазма болон лазерын хайчлалттай харьцуулахад 50-60% бага энергийг ашигладаг тул үйл ажиллагааны хувьд томоохон хэмнэлт олгодог.

Усны струйн машин материалийг дахин боловсруулж чадах уу?

Тийм ээ, усны струйн машин материалийг дахин боловсруулж чадна. Тэд эвдэрмэг материалыг дахин ашиглахын тулд төвөөс зугтах салгагч систем болон ухаалгаар ажилладаг усны дахин боловсролтын системийг ашиглан анхдагч материал хэрэглээг бууруулж, хаягдлыг үр дүнтэй байдлаар хамгийн бага хэмжээнд хүргэдэг.