Efekt Coanda na przykładzie rozwiązań pneumatycznych

Na czym polega efekt Coandy?

Efekt Coandy (nazwa pochodzi od rumuńskiego fizyka Henri Coandă) opisuje zjawisko, w którym strumień cieczy lub gazu po opuszczeniu dyszy „przylega” do najbliższej powierzchni zakrzywionej, zamiast poruszać się po linii prostej. Dzieje się tak z powodu różnicy ciśnień – gdy strumień zaczyna zakrzywiać się przy powierzchni, powoduje lokalny spadek ciśnienia po jednej stronie, a otaczające powietrze „przyciska” go do tej powierzchni.

To zjawisko jest naturalną konsekwencją zasady zachowania pędu oraz prawa Bernoulliego i jest podstawą działania wielu urządzeń wykorzystujących przepływ powietrza.

Znaczenie efektu Coandy w przemyśle

Zjawisko to ma szerokie zastosowanie w branżach, gdzie istotna jest kontrola kierunku, intensywności i rozkładu przepływu gazu lub cieczy. W praktyce przemysłowej efekt Coandy wykorzystywany jest m.in. w:

• chłodzeniu i wentylacji,

• systemach odmuchowych i suszących,

• separatorach pyłów i mgieł olejowych,

• urządzeniach próżniowych,

• transportowaniu lekkich elementów lub cieczy,

• zmniejszaniu hałasu przepływów turbulentnych.

Efekt Coandy w pneumatyce – praktyczne przykłady zastosowań

W systemach pneumatycznych efekt Coandy pozwala na osiąganie wysokiej wydajności przy niskim zużyciu powietrza, precyzyjną kontrolę kierunku strugi oraz eliminację potrzeby stosowania ruchomych części.

1. Dysze odmuchowe z efektem Coandy

To najczęstsze przemysłowe zastosowanie tego zjawiska. Dysze Coandy zasysają powietrze z otoczenia dzięki strumieniowi sprężonego powietrza przylegającego do ich zakrzywionych ścianek. Powoduje to intensyfikację przepływu bez proporcjonalnego wzrostu zużycia medium roboczego.

Korzyści:

• większa siła nadmuchu przy tej samej ilości sprężonego powietrza,

• ograniczenie hałasu,

• niższe koszty eksploatacji,

• poprawa warunków pracy operatorów (bez przeciągów i hałasu).

2. Eżektory i generatory próżniowe

Eżektory wykorzystujące efekt Coandy zasysają powietrze z otoczenia do wytwarzania podciśnienia. Takie urządzenia nie mają elementów ruchomych, co czyni je wyjątkowo trwałymi i niezawodnymi.

Zalety:

• brak konieczności serwisowania,

• krótki czas reakcji,

• możliwość pracy w trudnych warunkach (pył, wilgoć, wysoka temperatura).

3. Przemysłowe kurtyny powietrzne

Dzięki efektowi Coandy, kurtyny powietrzne tworzą jednolitą warstwę strumienia, który może skutecznie oddzielać różne środowiska – np. sterylne i zanieczyszczone. Działa to bez fizycznych barier, eliminując konieczność stosowania przegród.

Oferta MOS Technik a zastosowanie efektu Coandy

Firma MOS Technik specjalizuje się w komponentach pneumatycznych i automatyki przemysłowej. W jej ofercie znajdziemy szereg produktów wykorzystujących efekt Coandy w sposób praktyczny, energooszczędny i trwały.

1. Dysze powietrzne i eżektory typu „AIR AMPLIFIER”

MOS Technik oferuje wydajne wzmacniacze przepływu powietrza (Air Amplifier), które dzięki geometrii wewnętrznej i efektowi Coandy potrafią zwiększyć objętość przepływu nawet kilkukrotnie. Są one wykorzystywane m.in. do:

• chłodzenia detali,

• usuwania dymu, oparów i mgieł olejowych,

• odmuchu i suszenia detali po procesach mycia.

To rozwiązania energooszczędne – pobierając niewielką ilość sprężonego powietrza, generują dużą objętość przepływu.

2. Dysze punktowe z efektem Coandy

MOS Technik oferuje również precyzyjne dysze punktowe o zoptymalizowanej geometrii, które umożliwiają skoncentrowanie przepływu przy minimalnym hałasie. Sprawdzają się m.in. w przemyśle:

• elektronicznym (czyszczenie PCB),

• spożywczym (suszenie opakowań),

• poligraficznym (usuwanie pyłu i resztek papieru).

3. Systemy próżniowe – eżektory kompaktowe

W ofercie MOS Technik dostępne są także kompaktowe generatory podciśnienia oparte na eżektorze z efektem Coandy, które doskonale sprawdzają się w aplikacjach pick-and-place, systemach robotycznych oraz automatyce montażowej. Zapewniają szybkie i stabilne wytwarzanie podciśnienia bez konieczności stosowania pomp mechanicznych.

Efektywność energetyczna i zrównoważony rozwój

W dobie rosnącej presji na redukcję zużycia energii oraz optymalizację kosztów operacyjnych, technologie bazujące na efekcie Coandy pozwalają znacząco zmniejszyć zużycie sprężonego powietrza – najdroższego medium w wielu zakładach produkcyjnych. Dzięki konstrukcji wzmacniającej przepływ i eliminacji strat turbulentnych, urządzenia MOS Technik umożliwiają:

• redukcję zużycia sprężonego powietrza o nawet 30–50%,

• zmniejszenie emisji hałasu o kilkanaście decybeli,

• zwiększenie bezpieczeństwa pracy (brak elementów ruchomych, brak gorących powierzchni).

Integracja efektu Coandy z automatyką przemysłową

Nowoczesne zakłady produkcyjne coraz częściej wdrażają rozwiązania Przemysłu 4.0, które zakładają integrację komponentów mechanicznych, pneumatycznych i elektronicznych w jeden spójny ekosystem. Efekt Coandy doskonale wpisuje się w ten trend, zwłaszcza gdy zostaje zaimplementowany w urządzeniach automatyki, takich jak:

• manipulatory pneumatyczne – wyposażone w eżektory z efektem Coandy umożliwiają szybkie chwytanie i przenoszenie detali bez konieczności stosowania zasilania elektrycznego,

  

• stoły montażowe z odmuchami kierunkowymi – zapewniające precyzyjne oczyszczanie lub osuszanie elementów podczas cyklu montażowego,

• roboty współpracujące (coboty) – które mogą korzystać z kompaktowych wzmacniaczy powietrza w celu precyzyjnego manipulowania lekkimi detalami.

Firma MOS Technik oferuje produkty gotowe do integracji z systemami sterowania PLC, sensorami oraz zaworami sterującymi, umożliwiając pełne sterowanie przepływem powietrza w zależności od potrzeb produkcyjnych.

Zastosowania sektorowe – przykłady branż

Efekt Coandy znajduje zastosowanie w wielu branżach, w których istotna jest kontrola przepływu powietrza, efektywność energetyczna lub precyzyjna obsługa detali:

1. Branża elektroniczna

W aplikacjach SMT oraz produkcji układów scalonych niezwykle ważne jest czyste środowisko pracy. Dysze Coandy pozwalają na usuwanie drobinek kurzu bez generowania ładunków elektrostatycznych, a eżektory próżniowe umożliwiają delikatne przenoszenie kruchych komponentów.

2. Przemysł spożywczy i farmaceutyczny

W tych sektorach niedozwolone są wszelkie zanieczyszczenia mechaniczne. Systemy bezkontaktowe, oparte na zjawisku Coandy, umożliwiają np.:

• usuwanie resztek produktów z opakowań,

• suszenie fiol i butelek,

• utrzymanie separacji powietrza w strefach czystych.

3. Motoryzacja

W produkcji komponentów samochodowych często stosuje się pneumatyczne stanowiska do:

• oczyszczania powierzchni przed klejeniem,

• suszenia detali po kąpielach odtłuszczających,

• ewakuacji mgieł olejowych z komór roboczych.

MOS Technik oferuje specjalistyczne dysze, które można montować na ramionach robotów spawalniczych, lakierniczych lub montażowych.

4. Drukarnie i poligrafia

Wysoka jakość wydruku wymaga utrzymania czystości oraz odpowiedniego wysuszenia papieru. Zastosowanie dysz z efektem Coandy pozwala na:

• równomierne osuszanie arkuszy bez ich przemieszczania,

• usuwanie pyłu drukarskiego i resztek farby,

• ochronę przed zawijaniem się papieru przez stabilizację przepływu.

Autor:
Wojciech Połeć
Product Manager
Pneumat.

Autor:
Wojciech Połeć
Product Manager
Pneumat.