Пневматический пистолет для герметика: давление и расход

Краткий ответ

Усилие пневматического пистолета для герметика равно давлению воздуха на площадь поршня, а давление герметика в картридже равно этому усилию, делённому на площадь картриджа. Если воздух давит прямо на плунжер картриджа с внутренним диаметром около 46 мм (площадь 1662 мм²), то 0,5 МПа на регуляторе дают около 0,83 кН и около 0,5 МПа в герметике. Если между воздухом и картриджем стоят шток и поршень большего диаметра, давление герметика выше давления воздуха: по паспортам изготовителей — в 1,1–1,8 раза. На одно вытеснение картриджа 310 мл нужно не менее V_возд = V_картр · (p + 1,013) / 1,013 нормальных литров, где p — давление на регуляторе в барах: при 5 бар это 0,31 · 6,013 / 1,013 ≈ 1,84 нл. Пиковый расход задают клапан и шланг пистолета, в открытых источниках его нет; для подбора компрессора берите паспорт пистолета. Для сравнения, продувочный пистолет с соплом Ø3 мм при 6 бар выдувает около 435 нл/мин.

F = p · A,   p_герм = F / A_{картриджа},   V_{возд, мин} = V_картр · (p + 1,013) / 1,013

где F — усилие на плунжере, Н; p — давление воздуха, МПа; A — площадь поршня (плунжера), мм² (МПа · мм² = Н); V — объём, л; p в последней формуле — в барах избыточных. Пистолета для герметика у нас в каталоге нет: WAALPC делает пневмоаппаратуру. Наша часть — регулятор давления, фильтр-регулятор и быстроразъёмы на линии пистолета. Расход воздуха продувочным пистолетом разобран в статье продувочный пистолет: расход воздуха и регулятор; здесь принципиально другая нагрузка: воздух двигает поршень, а не вытекает через сопло.

Какие бывают пистолеты и что пишут их изготовители

Три типа по устройству. Картриджный: воздух давит на плунжер картриджа (у PC Cox эта схема названа «Air Action on Cartridge Plunger»). Для колбас (фольгированных пакетов) 400–600 мл: воздух двигает поршень со штоком, который давит на пакет; Sika в каталоге указывает для него «механический» способ выдавливания через поршень. Распыляющий для шовных герметиков: по описаниям продавцов воздух идёт ещё и на распыление, паспортных данных изготовителя мы не нашли. В таблице — данные, которые удалось подтвердить.

Модель	Что выдавливает	Давление воздуха	Усилие	Эквивалентная площадь F / p	Источник
Sika CSG II 245	картриджи и колбасы до 400 мл	4–8 бар	160 кгс при 8 бар, то есть 1,569 кН	1961 мм² (Ø50 мм)	Sika, каталог «Industry Applicator Guns», октябрь 2020
Sika CSG II 400 RP	колбасы до 600 мл	4–8 бар	160 кгс, 1,569 кН	1961 мм² при 8 бар	тот же каталог
PC Cox Airflow 3 Combi HP 600	картриджи 310 и 400 мл, колбасы 310, 400 и 600 мл	до 8,5 бар	до 2,5 кН	2941 мм² (Ø61,2 мм)	PC Cox (medmix), технический лист Airflow 3 Combi HP 600, 2014
PC Cox Airflow 3 Cartridge	картридж 310 мл	до 6,8 бар (у одного продавца рядом указано 75 psi, а это 5,2 бар)	у продавцов 1,2 и 1,45 кН; у версии на 8,6 бар — 1,75 кН	1765–2130 мм²	карточки продавцов Silmid, Chemical Concepts, t-s-i.de, Sistar; страница изготовителя недоступна, сверяйте паспорт своей поставки
Jonnesway JAT-501	картридж 310 мл	2,5–5,1 атм, то есть 0,25–0,50 МПа	в описании не указано	—	jonnesway.ru, карточка JAT-501

Перевод: 1 атм (техническая) = 0,0981 МПа; 160 кгс · 9,807 = 1569 Н. У Sika усилие 1,569 кН при 8 бар — это 1961 мм², диаметр 50 мм: он совпадает с диаметром колбасы 50–51 мм из того же каталога. Лист Sika даёт одну цифру усилия на пистолет; она относится к режиму с поршнем (для колбас), а при давлении воздуха прямо на плунжер картриджа усилие меньше: 0,8 · 1662 = 1330 Н. У Combi HP эквивалентная площадь 2941 мм² при задней камере Ø63,5 мм по тому же листу: геометрия даёт 3167 мм², паспортное усилие 2,5 кН — это 93 % от геометрического при 8,5 бар. У Airflow 3 Cartridge цифры продавцов дают площади 1765, 2132 и 2035 мм², то есть больше площади плунжера картриджа (1662 мм²): усилие пистолета выше, чем дало бы давление воздуха на один плунжер. Диаметры и длины картриджей по Sika: 310 мл — Ø50–51 × 218 мм (наружные размеры упаковки), колбасы 300 и 400 мл — Ø50–51 мм, 600 мл — длина 335 мм.

Давление подачи: от регулятора до герметика

Картридж 310 мл вытесняется плунжером по каналу внутренним диаметром около 46 мм (46,0 ± 0,15 мм у пластиковых картриджей по данным изготовителя картриджей; у алюминиевых 46,8 мм; у вашего картриджа сверьте по упаковке). Площадь A = π · 46² / 4 = 1662 мм². Ход плунжера на весь картридж: S = 310 000 / 1662 ≈ 187 мм. Ниже — идеальный случай: воздух давит прямо на плунжер, трения нет.

Давление на регуляторе, МПа	Усилие на плунжере, Н	Давление герметика в картридже, МПа	Минимальный расход воздуха на картридж (только вытеснение), нл
0,3	499	около 0,3	1,23
0,4	665	около 0,4	1,53
0,5	831	около 0,5	1,84
0,6	997	около 0,6	2,15
0,7	1163	около 0,7	2,45

Это нижняя граница. По паспортам давление герметика выше: p_герм = F / A_{картриджа}. У Combi HP при 8,5 бар: 2500 / 1662 ≈ 1,5 МПа, то есть в 1,8 раза выше давления воздуха; у Sika при 8 бар: 1569 / 1662 ≈ 0,94 МПа (в 1,2 раза); у Airflow 3 Cartridge по цифрам продавцов 0,72–0,87 МПа при 6,8 бар (в 1,06–1,28 раза). Тип привода определяет отношение площадей, а не форма упаковки, поэтому правило «давление герметика равно давлению воздуха» верно только для прямого действия воздуха на плунжер. Для колбасы Ø50 (1963 мм²): Sika CSG II при 6 бар даёт F = 0,6 · 1961 = 1177 Н и около 0,6 МПа на пакете, Combi HP при 8,5 бар — около 1,27 МПа.

Сколько давления нужно самому герметику

Это единственное место, где расчёт по паспорту не работает. В технических листах Sikaflex-221 и Soudal для пневматического пистолета указано лишь, что герметик наносят «ручным, пневматическим или аккумуляторным пистолетом»: давление выдавливания они не называют. Скорость истечения зависит от вязкости, температуры, диаметра среза сопла и длины насадки. Поэтому давление подбирают опытом: начинают с нижней границы паспорта пистолета (у Sika 4 бар), поднимают регулятор до устойчивой струи и не выходят за максимум пистолета. Чем гуще герметик и холоднее картридж, тем выше нужное давление.

Airflow 3 Cox рассчитан на «средние и высокие вязкости» герметиков и клеёв (технический лист PC Cox). Пределы давления по паспортам — 0,50 МПа у JAT-501, 0,68 МПа у Airflow 3 Cartridge и 0,8–0,85 МПа у Sika и Combi HP: сеть 0,6–0,8 МПа без регулятора для части пистолетов уже превышает предел.

Расход воздуха: минимум по объёму картриджа и паспорт для компрессора

В отличие от продувочного пистолета (воздух вытекает через сопло, расход задаёт его диаметр) здесь воздух заполняет камеру за поршнем, а поршень вытесняет герметик. Минимум воздуха задаёт объём вытесненного герметика: V_{возд, мин} = V_картр · (p + 1,013) / 1,013, а средний расход при этом Q = Q_герм · (A_поршня / A_{картриджа}) · (p + 1,013) / 1,013. При отношении площадей около 1 и давлении 5 бар:

Картридж 310 мл выдавлен за	Расход герметика, мл/мин	Минимальный расход воздуха (только вытеснение), нл/мин
60 с	310	1,8
30 с	620	3,7
15 с	1240	7,4

Это нижняя граница: сжатие принято изотермическим, утечки и мёртвый объём камеры не учтены. Реальный расход выше. При отпускании курка камера стравливается: у Cox лист указывает клапан сброса («exhaust valve, rapid depressurisation»), у Sika в каталоге встроенный «dump valve», который назван антикапельным, то есть против подтекания. Если камера стравливается при каждой остановке, она растёт от нуля до 0,31 л и в среднем заполнена наполовину: десять остановок на картридж дают около 9 нл, примерно в пять раз больше 1,84 нл на вытеснение (без учёта мёртвого объёма).

Пиковый расход при нажатии на курок задают клапан, штуцер и шланг пистолета, и в открытых источниках мы его не нашли. Для порядка величины: если камеру в 1,84 нл (при 5 бар) наполнить за 2 с, пик составит 55 нл/мин, за 1 с — 110 нл/мин, за 0,3 с — около 370 нл/мин. Время наполнения здесь допущение, не паспортное значение, поэтому эти числа показывают только диапазон.

Паспортные ориентиры. По сводной странице «Пневмопистолеты для герметика» интернет-магазина vseinstrumenti.ru модели для картриджей 310 мл указывают расход 140 л/мин (ECO AGG-310), 170 л/мин (REMIX V-103), 120 л/мин (NORDBERG NP9302; у другого продавца этой модели — 113 л/мин), 300 л/мин (Русский Мастер GS3) и 220 л/мин (RoxelPro); условия, к которым отнесены эти числа, магазины не поясняют. В техническом листе PC Cox на Combi HP 600 в блоке рекомендаций по компрессору («Compressor guide») указана подача около 150 л/мин (5 куб. футов/мин) при ресивере от 10 л, для долгой жизни инструмента — 50 л; это подача компрессора, а не расход пистолета. Для подбора компрессора берите паспорт вашего пистолета и не ниже указанной в нём подачи; расчёт выше показывает только, что вытеснение герметика само по себе воздуха почти не требует.

Для порядка величины: одно наполнение камеры 1,84 нл просаживает ресивер 10 л без подпитки примерно на 1,84 / 10 ≈ 0,18 бар. Объяснения требования PC Cox к ресиверу лист не приводит. Если от компрессора питаются другие потребители, нагрузки суммируются: расчёт расхода воздуха пневмосистемы и компрессор для пневматики.

Распыляющие пистолеты. Воздух проходит через сопло и уходит в атмосферу, поэтому расход считают как для продувочного пистолета: Q_n ≈ 6,9 · d² · p₁ (d — диаметр воздушного канала, мм; p₁ — абсолютное давление, бар; формула разобрана в статье про продувочный пистолет). По розничным карточкам Sika Spray Gun рабочее давление 2–6 бар, максимум 8 бар; диаметр канала и расход изготовитель на открытых страницах не указывает, поэтому берите их из паспорта пистолета.

Подготовка воздуха: что и в каком порядке ставить

Порядок узлов на линии пистолета: запорный кран, фильтр-регулятор или регулятор с манометром, быстроразъём, шланг, пистолет. Регулятор ставят у рабочего места, чтобы манометр было видно: давление подбирают по герметику и температуре, а не один раз на всю смену.

• Регулятор давления. Ему нужен сбросной тип: по нашей карточке AR при уменьшении уставки лишнее давление со стороны потребителя стравливается через отверстие под колпачком, и давление можно выставлять «в тупик». Пистолет и есть такая нагрузка: воздух идёт, пока нажат курок. У Sika CSG II уже встроен редуктор давления, у Combi HP — регулятор скорости; всё равно сеть выше максимума пистолета (у Airflow 3 Cartridge 6,8 бар, у JAT-501 0,50 МПа) снижают до подачи в него.
• Фильтр. Конденсат и частицы из сети оседают в камере и на уплотнениях пистолета. Если сеть сырая, вместо регулятора ставят фильтр-регулятор AFR. Для распыляющих моделей, где по описаниям воздух идёт ещё и на распыление, по чистоте воздуха ориентируйтесь на инструкцию пистолета и герметика: числовых требований у нас нет.
• Пропускная способность. Порт G1/4 регулятора AR2000-02 по расчёту из статьи про аэрограф и подготовку воздуха пропускает порядка 250–400 нл/мин. Паспортные 113–300 л/мин пистолетов укладываются в этот диапазон лишь с небольшим запасом, поэтому при длинном шланге проверьте потери калькулятором. Регулятор большого расхода QFRH-20, нужный под сопло продувочного пистолета Ø3–4 мм, здесь обычно не нужен.
• Присоединение. У Sika («1/4 male gas») и Jonnesway JAT-501 (штуцер 1/4″) вход 1/4″. У Cox разъём поставляется отдельно: в листе Combi HP пистолет без разъёма, варианты — американский или европейский быстросъём, гайка с хвостовиком; у Airflow 3 Cartridge «1/4″ M» указал один продавец. Резьбу и диаметр ёлочки розетки SF и штекера PH берите из характеристик исполнения, а шланг подбирайте по ёлочке.
• Шланг. Потери давления на пиках зависят от сечения и длины; длинный тонкий рукав проверьте калькулятором потерь давления.

Пример расчёта: картридж 310 мл, сеть 0,7 МПа

Дано: картриджный пистолет Airflow 3 Cartridge (максимум 6,8 бар, усилие у продавцов 1,2–1,45 кН), сеть 0,7 МПа, картридж 310 мл, выдавливание за 30 секунд. Подбираем давление и регулятор.

1. Сеть 7 бар выше максимума пистолета 6,8 бар: внешний регулятор с манометром ставят до пистолета. Для пистолета с пределом 0,50 МПа (JAT-501) регулятор нужен уже при сети 0,6 МПа.
2. Берём начальную уставку 0,5 МПа. Усилие при действии воздуха на плунжер: F = 0,5 · 1662 = 831 Н. По паспортным площадям 1765–2130 мм² усилие будет 880–1065 Н, давление герметика около 0,53–0,64 МПа.
3. Минимальный расход воздуха на картридж: 0,31 · (5 + 1,013) / 1,013 = 1,84 нл.
4. Минимальный средний расход при выдавливании за 30 с: 1,84 · 2 = 3,7 нл/мин.
5. Пик при пуске и подачу компрессора берём по паспорту пистолета (ориентир — 113–300 л/мин у магазинных моделей); одно наполнение камеры просаживает ресивер 10 л примерно на 0,18 бар.
6. Регулятор AR2000-02: вход до 1,0 МПа (сеть 0,7 МПа проходит), регулировка 0,05–0,85 МПа (уставка 0,5 МПа внутри). Порт G1/4 регулятора соединяется со шлангом через быстроразъём; резьбу штуцера пистолета сверьте по паспорту.
7. Если струя вялая, поднимаем уставку шагом 0,05 МПа до устойчивой струи, но не выше максимума пистолета.

Вывод: вытеснение герметика требует единиц нормальных литров в минуту, но пик при пуске и подачу компрессора берите по паспорту пистолета. Линии нужен регулятор с манометром, чтобы держать уставку и не выходить за максимум.

Что из этого есть в каталоге WAALPC

Пистолетов для герметика у нас нет. Есть аппаратура для линии воздуха. Цены в таблице — из реестра каталога.

Артикул	Что это	Цена, ₽
AR2000-02	Регулятор давления AR, порт G1/4″, регулировка 0,05–0,85 МПа, вход до 1,0 МПа, сбросной, манометр на крышке	720 ₽
AFR2000	Фильтр-регулятор AFR типоразмера 2000, порт G1/4″, регулировка 0,05–0,85 МПа	672 ₽
J-SF20	Быстроразъёмная розетка SF типоразмера 20, внутренняя резьба, J-формат	400 ₽
J-PH20	Быстроразъёмный штекер PH типоразмера 20, ёлочка под шланг, до 1,0 МПа	50 ₽

Быстроразъёмы серии J — японский J-формат: розетка SF совместима с Hi-Cupla, штекер PH — её ответная часть. Резьбу розетки и диаметр ёлочки сверьте по характеристикам исполнения 20 на карточке: у пистолетов в паспортах указан только «1/4″», а какая именно резьба, зависит от модели. Каталог: регулятор AR, фильтр-регулятор AFR, розетка SF, штекер PH.

Безопасность

В инструкции PC Cox на пистолет Airflow 1 (публикация на ManualsLib) указано: отключайте подачу воздуха перед обслуживанием и чисткой, при работе пользуйтесь защитой глаз, не подключайте пистолет к сети, способной превысить 10 бар (145 psi). Пределы у каждой модели свои: смотрите инструкцию своего пистолета. Шланг и пистолет остаются под давлением, пока подача не отключена и воздух не стравлен; статья не подменяет инструкцию изготовителя.

Типичные ошибки

• Подключают пистолет к сети без регулятора. Сеть 0,6 МПа выше предела JAT-501 (0,50 МПа), сеть 0,7 МПа и выше — и максимума Airflow 3 Cartridge (0,68 МПа); внешний регулятор с манометром ставят до пистолета.
• Считают компрессор по расходу герметика. Вытеснение — единицы нормальных литров в минуту, но пик при пуске выше; берите подачу и ресивер по паспорту пистолета (у PC Cox для Combi HP — 150 л/мин и ресивер от 10 л).
• Берут давление «побольше для густого герметика». Предел задаёт пистолет, а не желание получить струю: по паспорту, не выше максимума.
• Переносят расчёт продувочного пистолета. У продувочного расход задаёт сопло (435 нл/мин при Ø3 мм и 6 бар), у картриджного минимум задаёт вытесняемый герметик.
• Считают давление герметика равным давлению воздуха. Оно равно F / A картриджа: у пистолетов со штоком и поршнем большего диаметра выше в 1,1–1,8 раза (Sika, Combi HP, Airflow 3 по паспортам и цифрам продавцов).
• Ставят регулятор далеко от рабочего места. Давление подбирают по герметику и температуре, а не один раз; манометр должен быть перед глазами.

Частые вопросы

Какое давление воздуха нужно пневматическому пистолету для герметика?

Смотрите паспорт пистолета: у Sika CSG II рабочий диапазон 4–8 бар, у Airflow 3 Cartridge максимум 6,8 бар, у Jonnesway JAT-501 — 0,25–0,50 МПа. Давление герметика равно усилию, делённому на площадь картриджа: при прямом действии воздуха на плунжер оно примерно равно давлению воздуха, у пистолетов со штоком и поршнем — выше в 1,1–1,8 раза по паспортам. Начинают с нижней границы и поднимают до устойчивой струи, не выходя за максимум; давление выдавливания конкретных герметиков в открытых технических листах Sika и Soudal не указано.

Сколько воздуха расходует пистолет для герметика?

На вытеснение одного картриджа 310 мл — не менее 1,84 нл при 5 бар и 2,15 нл при 6 бар: V = 0,31 · (p + 1,013) / 1,013. Реальный расход выше: камера стравливается при отпускании курка, десять остановок дают около 9 нл на картридж. Пик при пуске определяют клапан и шланг, в открытых источниках его нет; магазины пишут 113–300 л/мин, условия не поясняют.

Нужен ли отдельный регулятор, если в пистолете свой?

У Sika CSG II встроен редуктор давления, у Combi HP — регулятор скорости, у Airflow 3 Cartridge продавцы указывают регулятор воздуха. Но сеть выше максимума пистолета (6,8 бар у Airflow 3 Cartridge, 0,50 МПа у JAT-501) надо снижать до подачи в него, а манометр у рабочего места показывает уставку. У JAT-501 регулятор в описании изготовителя не указан.

Какой компрессор нужен для пистолета для герметика?

Берите паспорт вашего пистолета. В листе PC Cox на Combi HP 600 в блоке рекомендаций по компрессору указана подача около 150 л/мин при ресивере от 10 л, для долгой жизни инструмента — 50 л. Расчёт вытеснения даёт единицы нл/мин, но пик при пуске он не описывает, поэтому не опускайтесь ниже паспортной подачи. Если от компрессора питаются другие потребители, нагрузки суммируются.

Чем давление для колбас 600 мл отличается от картриджного пистолета?

Отношением площади поршня к площади упаковки. Картриджный пистолет с прямым действием воздуха на плунжер даёт давление герметика, близкое к давлению воздуха. У пистолетов со штоком и поршнем оно определяется по паспорту: по Sika CSG II площадь поршня эквивалентна Ø50 мм, давление на колбасе Ø50 около 0,6 МПа при 6 бар, у Cox Combi HP при 8,5 бар около 1,27 МПа.

Есть ли у вас пистолеты для герметика?

Нет. У нас регулятор давления AR, фильтр-регулятор AFR и быстроразъёмы серии J. Пришлите модель пистолета и давление сети — подберём регулятор и быстроразъёмы за 1 рабочий день.

Связанные материалы

• Продувочный пистолет: расход воздуха и регулятор
• Расчёт расхода воздуха пневмосистемы
• Компрессор для пневматики: выбор и расчёт
• Компрессор для аэрографа и подготовка воздуха
• Калькулятор усилия цилиндра (тот же закон F = p · A)
• Калькулятор расхода воздуха
• Калькулятор потерь давления
• Блоки подготовки воздуха