Het luchtverbruik van een pneumatische cilinder bepaalt hoe zwaar uw compressor en uw leidingnet belast worden. Met de boring, de slag en de werkdruk rekent u het verbruik snel uit. In dit artikel leest u de formule, een rekenvoorbeeld en een tabel per boring.
Het luchtverbruik vertelt u of uw compressor de installatie aankan en of uw leidingen dik genoeg zijn. Wie het verbruik onderschat, krijgt te maken met drukval, trage cilinders en een compressor die continu draait. Wie het kent, kiest de juiste compressor en de juiste slangdiameter en voorkomt onnodig energieverlies.
Luchtverbruik wordt uitgedrukt in Normliter (Nl) of Normkubieke meter (Nm³): de hoeveelheid vrije lucht bij atmosferische druk die de compressor moet aanmaken. Een cilinder zuigt echter samengeperste lucht. Bij een werkdruk van 6 bar zit de lucht ongeveer zeven keer zo dicht op elkaar als vrije lucht. Dat verschil heet de compressieverhouding.
De compressieverhouding is ongeveer gelijk aan de werkdruk plus 1 (de atmosferische druk van ongeveer 1 bar). Bij 6 bar werkdruk is dat dus ongeveer 7, bij 8 bar ongeveer 9. U vermenigvuldigt het samengeperste volume met die factor om op vrije lucht uit te komen.
Per heen en weer gaande beweging (een dubbele slag) verplaatst de cilinder twee keer het slagvolume. Dat slagvolume is het zuigeroppervlak maal de slag:
Verbruik (Nl) = 2 × oppervlak × slag × (werkdruk + 1)
Reken de boring en de slag om in centimeters, dan komt het volume uit in cm³. Deel door 1000 voor liter. Het oppervlak berekent u uit de boring: oppervlak = π/4 × boring². Datzelfde oppervlak bepaalt ook de kracht van de cilinder. Dit is het verbruik per dubbele slag; vermenigvuldig met het aantal slagen per minuut voor het verbruik per minuut.
Stel: een dubbelwerkende cilinder met een boring van 32 mm, een slag van 200 mm en een werkdruk van 6 bar.
Maakt de cilinder 30 dubbele slagen per minuut, dan is het verbruik ongeveer 68 Nl per minuut, oftewel ongeveer 4 Nm³ per uur.
Onderstaande tabel geeft het verbruik per dubbele slag, gerekend per 100 mm slag bij een werkdruk van 6 bar. Voor uw slaglengte vermenigvuldigt u de waarde met de slag in eenheden van 100 mm. De zuigerstang is hierbij verwaarloosd, dus de waarde ligt iets aan de veilige kant.
| Boring | Verbruik per dubbele slag, per 100 mm slag |
|---|---|
| 16 mm | ongeveer 0,28 Nl |
| 20 mm | ongeveer 0,44 Nl |
| 25 mm | ongeveer 0,69 Nl |
| 32 mm | ongeveer 1,13 Nl |
| 40 mm | ongeveer 1,76 Nl |
| 50 mm | ongeveer 2,75 Nl |
| 63 mm | ongeveer 4,36 Nl |
Tel het verbruik van alle cilinders en ventielen bij elkaar op en houd marge aan voor lekkage en toekomstige uitbreiding. Reken ruwweg 20 tot 30 procent extra. Een hogere werkdruk levert meer kracht, maar verhoogt ook het verbruik: elke bar extra telt mee in de compressieverhouding. Is het totale debiet bekend, kies dan de leidingdiameter ruim genoeg om drukval te voorkomen. Meer daarover leest u in wat is debiet.
Verbruik per dubbele slag (Nl) = 2 maal het zuigeroppervlak maal de slag maal (werkdruk + 1), met oppervlak en slag in centimeters en het resultaat gedeeld door 1000 voor liter. Vermenigvuldig met het aantal slagen per minuut voor het verbruik per minuut.
Een Normliter (Nl) is een liter vrije lucht bij atmosferische druk. Het is de eenheid waarin een compressor zijn opbrengst aangeeft, zodat het verbruik en de opbrengst direct vergelijkbaar zijn.
Een cilinder gebruikt samengeperste lucht. Hoe hoger de werkdruk, hoe meer vrije lucht in hetzelfde volume zit. Bij 6 bar is dat ongeveer zeven keer zoveel, bij 8 bar ongeveer negen keer.
Reken ruwweg 20 tot 30 procent extra bovenop het berekende verbruik, voor lekkage en toekomstige uitbreiding van de installatie.
Kies de cilinder niet groter dan nodig, stel de werkdruk in op wat de toepassing vraagt en verhelp lekkages. Elke extra bar en elke onnodige millimeter boring kost lucht.
