Pyörivän venttiilin valinta tietyille jauheominaisuuksille

Rotaatioventtiilin suunnittelun sovittaminen jauheen virtauskäyttäytymiseen

Levopuolinen kulma, virtausfunktion numero (FF) ja silppoutumisriskin arviointi

Kun tarkastellaan pölyjen virtaamista, kaksi keskeistä tekijää nousee esiin roottoriventtiileissä esiintyvien siltautumisongelmien ennustamisessa: leporinteen kulma ja niin kutsuttu Flow Function Number (FF). Useimmat materiaalit, joiden leporinteen kulma on yli 50 astetta, saattavat jumittua tavallisiin roottoreihin. Tämä tarkoittaa, että insinöörien on säädettävä asioita, kuten lisättävä siirtymäpocketteja tai suunniteltava kapenevia sisääntuloja, jotta materiaali jatkaisi virtaamista järjestelmän läpi. Pölyille, joiden FF on alle 2, mikä tarkoittaa käytännössä sitä, että ne pitävät hyvin kiinni toisistaan, siltautumisvaara on huomattavasti suurempi. Eräät erikoispainojen käsittelyyn liittyvät tutkimukset osoittavat, että näistä tahmeista pölyistä muodostuu siltoja noin 70 % useammin verrattuna vapaasti virtaaviin materiaaleihin. Tämän ongelman ratkaiseminen edellyttää huolellista huomiota roottorin ja kotelon välistä etäisyyttä. Yhdessä tarttuvat hienopölyt vaativat erittäin tiukat välit, 0,1–0,3 mm, kun taas karkeammat materiaalit selviävät 1–3 mm väleillä. Hyvät suunnitteluratkaisut sisältävät yleensä erityisiä pockettimuotoja, jotka rikkovat yhteen tarttuneita hiukkasia, sekä tiivisteitä, jotka kestävät painekokeet siten, etteivät vuoda enempää kuin 4 % testejä suoritettaessa.

Koheesion vaikutus roottorin taskun täyttötehokkuuteen ja purkuvakautta

Koheesiivisia jauhoja käsiteltäessä esiintyy usein ongelmia täyttötehokkuuden ja tyhjennysyhtenäisyyden kanssa eri sovelluksissa. Otetaan titaanidioksidi esimerkiksi: sen Carr-indeksi on yli 35, ja se voi saavuttaa noin 92 %:n taskutäytön käytettäessä matalia taskuroottoreita. Tämä on melko suuri parannus verrattuna vanhempiin roottorisuunnitteluun, joissa tyypillinen arvo oli noin 65 %. Miksi? Koska nämä uudet roottorit vähentävät hiukkasten tarttumista seinämiin ja luovat paremmat kulmat materiaalin tehokkaaseen poistumiseen. Käyttäjät huomaavat, että kierrosten pitäminen alle 20 kierrosta minuutissa auttaa todella paljon vähentämään näitä ärsyttäviä tyhjennyspulsseja. Näillä matalilla kierroksilla materiaalin tiivistymisen mahdollisuus taskuissa on pienempi, samalla kun tarkkuus pysyy melko hyvänä, ±3 %:n sisällä. Entäpä pintakarkeus? Tämä on myös erittäin tärkeää. Roottoreita, jotka on sähköhioittu niin, että Ra-arvot ovat alle 0,4 mikrometriä, koheesiivisen kerrostuman muodostuminen on noin 40 % vähäisempää verrattuna tavallisiin konepintoihin. Valmistajat, jotka työskentelevät jatkuvatoimisten prosessien parissa, huomaavat, että tämä tekee todellista eroa erästä toiseen saadessaan johdonmukaisia tuloksia.

Kovien hiukkasten sovelluksissa esiintyvän kulumisen lievittäminen

Aineet, kuten alumiinioksidi tai silikonikarbidi, joiden Mohsin kovuus on 5 tai suurempi, aiheuttavat vakavia ongelmia venttiileille, koska ne leikkaavat pintoja ja aiheuttavat väsymistä toistuvista osumista. Hiukkasten muodolla on myös suuri merkitys: kulmikkaita rakeita voivat pahentaa eroosiongelmia noin 30–50 prosenttia verrattuna pyöreihin. Nämä terävät kulmat keskittävät vaurioitumisen juuri siihen kohtaan, missä se tuntuu eniten – roottorilapojen etureunoille ja koteloissa purkauksen lähialueille. Mitä todella nähdään, ovat ajan myötä metalliosiin muodostuvat kuunsirppimäiset merkit. Tämän edetessä tiivisteet alkavat pettää, ja koko järjestelmästä tulee vähemmän tarkka siinä, kuinka paljon materiaalia se käsittelee.

Mohsin kovuus, hiukkasten muoto ja eroosiomallit roottorilapoilla sekä koteloissa

Kovuus määrää vauriomoodin: Mohsin asteikolla yli 7 olevat pölyt voivat aiheuttaa haurasmurtuman hiiliteräskomponenteissa kuukausien sisällä. Teräväreunainen kvartsz (Mohs 7) esimerkiksi kuluttaa kotelon kolme kertaa nopeammin kuin pyöristynyt granatti, jolla on sama kovuus. Eroosiomäppäys tunnistaa kolme kriittistä vyöhykettä:

• Siipien kärjet, joissa iskunopeus saavuttaa huippunsa 15–25 m/s
• Alakotelin neljännekset, jotka ovat alttiina liukukulutukselle kerääntyneiden hienojen osien vuoksi
• Säteittäisvälit, jotka laajenevat, kun upotetut partikkelit kuluttavat vastakkaisia pintoja

Kulumisesta kestävät ratkaisut: karkaistut seokset, keraamiset paneeleidit ja optimoitu siipigeometria

Tehokas kulumisen torjunta perustuu integroituihin materiaali- ja geometriasuunnitelmiin:

• Karkaistut seokset : Kromikarbidipinnoitteet (58–65 HRC) kestävät mikroleikkausta korkean piisisältöisten sovellusten yhteydessä
• Keraamiset paneeleidit : Alumina- tai zirkoniaosat tuovat 90 %:n kulumisen vähentymisen Mohsin asteikon 9+:n pölyille
• Geometrinen optimointi :
  • Pyöreät siipiprofiilit ohjaavat hiukkasisäänpuhalluksen ohi
  • Vähimmäisvyöhykkeen paksuus 8 mm viivästyttää reunan katoamista
  • Supistuvat välysvälit vähentävät hiukkasten jumittumista

Lämpösuihkutuotteet pidentävät käyttöikää 400 %:lla sementtiklinkkerin käsittelyssä, kun taas optimoitu roottorigeometria pidentää vaihtovälejä neljänneksittäin kahdeksi vuodeksi – ilman tuotantokapasiteetin tai tiivistyksen heikkenemistä.

Tiivistyksen eheyden varmistaminen hienoille, kosteudenimeäville tai syttyville jauheille

Eroavaispaineen testaus, vuotoprosentit ja ATEX-yhdistelmän mukaiset kiertotiivistysjärjestelmät

Oikeanlaiset tiivisteet ovat erittäin tärkeitä, kun käsillä on hienoja pölyjä, erityisesti niitä, jotka imevät kosteutta tai voivat syttyä palamaan. Pienet hiukkaset pääsevät kulkemaan komponenttien välisiä pieniä rakoja pitkin. Kosteutta rakastavat materiaalit alkavat imeä kosteutta heti, kun ne altistuvat ilmalle. Lisäksi on olemassa ongelma syttyvien pölyjen kanssa, jotka aiheuttavat tulipalovaaroja aina, kun happea pääsee sisään tai staattinen sähkövaraus kasautuu. Tiivisteen tehokkuuden tarkistamiseksi useimmat laitokset suorittavat paine-ero-testejä, joissa ne käyttävät todellisia paine-eroja venttiileihin nähdäkseen, millaisia vuotoja voi esiintyä normaalien käyttöolosuhteiden aikana. Useimmilla aloilla asetetaan enimmäisvuotomääräksi 0,5 % kaikelle, mikä pidetään vaarallisena. ATEX-standardien mukaan rakennetuissa järjestelmissä on mukana esimerkiksi jatkuva puhalusilman virtaus, erityiset tiivisteet, jotka estävät liekkien leviämisen, sekä materiaalit, jotka johtavat sähkön pois mahdollisilta kipinöiltä. Näiden avulla voidaan pitää kaikki sisällä ja turvallista. Kovan pinnoitteen käyttö tiivisteissä yhdessä säädettävien päätylevyjen kanssa auttaa ylläpitämään ratkaisevan tiukan istuman, myös toistuvien lämpösyklujen jälkeen tai karkeita aineita käsiteltäessä. Tämä lähestymistapa pitää toiminnan sääntöjen mukaista, samalla kun tuotelaatu ja koko tehtaan turvallisuus säilyvät.

Herkkien jauheiden käsittelyssä esiintyvien lämpö-, kosteus- ja staattisen sähkön aiheuttamien haasteiden ratkaiseminen

Kaksoitumisen ehkäisy lämpötilan säädöllä ja staattisen sähkön hajottamisella kiertoventtiilin suunnittelussa

Kun lämpötila vaihtelee tai kosteus pääsee sekoittumaan, se aiheuttaa ongelmia, kuten kiinteiksi pulmentumista ja virtauksen häiriintymistä prosessointilinjoilla. Erityiset eristetyt kotelointijärjestelmät lämpötilanohjauksella estävät tämän kondensoitumisongelman pitämällä sisäiset olosuhteet tasaisina. Samanaikaisesti staattinen sähkövaraus kasautuu huomattavasti kuiviin polymeeripölyihin, joita käsittelemme, ja voi joskus nousta yli 5 000 volttiin. Tämä staattinen varaus saa hiukkaset tarttumaan toisiinsa ja muodostamaan siltoja, jotka tukkivat virtauksen. Ratkaisu? Johtavien materiaalien käyttö roottoreissa, kuten hiilellä täytetyt komposiitit tai maadoitetut metallilapaset. Nämä materiaalit mahdollistavat staattisen varauksen purkautumisen asianmukaisesti, mikä vähentää siltojen muodostumista noin kaksi kolmasosaa helposti kosteutta imevillä materiaaleilla. Asennamme myös antureita järjestelmän eri kohtiin seurataksemme sekä ilman kosteuspitoisuutta että pintojen sähkövarausta. Näiden antureiden antamien tietojen perusteella käyttäjät voivat säätää esimerkiksi puhaltilman määrää tai roottorin pyörimisnopeutta. Tämä yhdistelty lähestymistapa toimii erittäin hyvin lääketeollisuuden raaka-aineiden, tulostintonerin ja muiden staattiseen sähkövaraukseen erityisen alttiiden materiaalien siirrossa.

UKK-osio

Mikä on pyöröventtiilin suunnittelu jauhevirran käyttäytymiseen?

Pyöröventtiilin suunnittelussa optimoidaan kulmat, raot ja lokasosien muodot estämään ongelmia, kuten siltoituminen, koheesioinen kerrostuminen ja kulumisa jauheen virtausominaisuuksien vuoksi.

Miksi lepokulma on tärkeä?

Lepokulma auttaa ennustamaan siltoitumisongelmia pyöröventtiileissä. Materiaalit, joiden lepokulma on yli 50 astetta, saattavat jumittua, mikä edellyttää suunnittelumuutoksia.

Miten Mohsin kovuus vaikuttaa pyöröventtiilin kulumiseen?

Mohsin kovuudeltaan 5 tai korkeammat materiaalit voivat aiheuttaa merkittävää abrasioitumista venttiilin komponenteissa, vaatiessaan kulumisesta kestäviä ratkaisuja, kuten kovettuja seoksia ja kermiikkapinnoitteita.

Miten tiivistysvoidaan taata hienoille jauheille?

Adekvatti tiivistys voidaan saavuttaa eroavaispainekokeilla, ATEX-yhteensopivilla järjestelmillä ja tiivistysmateriaaleilla, jotka estävät vuodot ja tulipalovaarat.

Mitkä ratkaisut koskevat lämpö- ja sähköstaattisia haasteita?

Lämpötilanohjausjärjestelmät ja johtavat roottorimateriaalit estävät ongelmia, kuten kiinteiksi muuttumista ja staattisen varauksen kertymistä, ja varmistavat herkkien materiaalien keskeytymättömän kulkeutumisen.