Forgó szelep kiválasztása adott porjellemzők alapján

Forgózsínek kialakításának illesztése a poráramlási viselkedéshez

Nyugalmi szög, áramlási függvény szám (FF) és eldugulási kockázat értékelése

Ha azt vizsgáljuk, hogyan áramlanak a porok, két kulcsfontosságú tényező emelkedik ki a forgódugattyús szelepekben fellépő hidrazási problémák előrejelzésében: a csúszási szög és az úgynevezett Áramlási Függvény Szám (FF). A legtöbb anyag, amelynek a csúszási szöge meghaladja az 50 fokot, rendszerint elakad a szokásos rotorokban. Ez azt jelenti, hogy a mérnököknek olyan beállításokat kell végezniük, mint például az eltoltpocketek hozzáadása vagy a kúpos bemenetek kialakítása, csak hogy a anyag megfelelően áramoljon a rendszeren keresztül. Azoknál a poroknál, amelyeknél az FF értéke 2 alatt van, ami gyakorlatilag azt jelenti, hogy erősen összetapadnak, sokkal nagyobb az esély a hidrazásra. A tömeges szilárd anyagok kezelésével kapcsolatos tanulmányok azt mutatják, hogy ezek a ragadós porok körülbelül 70%-kal gyakrabban okoznak hidrazást, mint azok, amelyek szabadon áramlanak. Ennek a problémának a kiküszöböléséhez különös figyelmet kell fordítani a rotor és a ház közötti hézagokra. A finom porok, amelyek összetapadnak, nagyon szoros, 0,1 és 0,3 mm közötti réseket igényelnek, míg a durvább anyagok 1 és 3 mm közötti hézagokat bírnak el. A jó tervek általában speciális zsebalakzatokat tartalmaznak, amelyek széttörik az összetapadt részecskéket, valamint olyan tömítéseket, amelyek ellenállnak a nyomáspróbáknak, és amelyeknél a szivárgás nem haladja meg a 4%-ot, amikor teljes terhelés alá kerülnek.

A koherencia hatása a rotorzseb kitöltési hatékonyságára és az ürítési konzisztenciára

Kohéziós porok kezelésekor gyakran tapasztalhatunk problémákat a töltési hatékonysággal és az ürítési egyenletességgel különböző alkalmazások során. Vegyük példaként a titán-dioxidot, amelynek Carr-indexe meghaladja a 35-öt, és sekély zsebes forgórész használata esetén körülbelül 92%-os zsebtöltöttséget érhet el. Ez jelentős javulás az idősebb forgórész-tervekkel elérhető tipikus 65%-hoz képest. Mi ennek az oka? Az új forgórések csökkentik a részecskék falhoz tapadását, és jobb szögben biztosítják az anyag megfelelő kilépését. A működtetők azt tapasztalják, hogy a 20 fordulat/perc alatti sebességtartás valóban segít minimalizálni az idegesítő impulzus-szerű ürítést. Ilyen alacsony sebességeknél kisebb az esély az anyag zsebek belsejében történő összetömörödésére, miközben továbbra is elég jó pontosság érhető el, plusz-mínusz 3% keretein belül. Mi a helyzet a felületminőséggel? Ez szintén nagyon fontos. Az elektropolírozott forgórések, amelyeknél az Ra érték 0,4 mikron alá csökken, kb. 40%-kal csökkentik a kohéziós lerakódást a hagyományos gépi felületmegmunkáláshoz képest. A folyamatos folyamatokon dolgozó gyártók észreveszik, hogy ez valódi különbséget jelent az egyes kötegek közötti eredmények konzisztenciájában.

Súrlódásos Kopás Csökkentése Magas Keménységű Porok Alkalmazásánál

Olyan anyagok, mint az alumina vagy a szilíciumkarbid, amelyek Mohs-keménységi értéke 5 vagy annál magasabb, komoly problémákat okozhatnak a szelepek számára, mivel felületeket vágnak és fáradást okoznak az ismétlődő ütközések hatására. A részecskék alakjának vizsgálata is nagyon fontos, hiszen szögletes szemcsék akár 30, sőt akár 50 százalékkal is súlyosbíthatják az eróziós problémákat a kerek szemcsékhez képest. Ezek a hegyes sarkok éppen a legkritikusabb helyeken koncentrálják a károsodást: a forgórész lapátok előlapjain és a ház kifolyó területeinek közelében. Gyakran félhold alakú nyomok alakulnak ki a fémalkatrészek felületén az idő múlásával. Ahogy ez folytatódik, a tömítések elkezdenek hibásodni, és az egész rendszer egyre pontatlanabbá válik a feldolgozott anyagmennyiség tekintetében.

Mohs-keménység, Részecskealak és Az Eróziós Minták a Forgórész Lapátokon és a Házon

A keménység meghatározza a hibamódot: Mohs 7-nél keményebb porok töbritt törést idézhetnek elő szenacélok alkatrészeiben néhány hónon belül. Éles szélű kvarc (Mohs 7), például háromszor gyorsabban kopasztja a házakat, mint az ugyanolyan keménységű, de lekerekített gránát kövesse.

• Lapátvégződések, ahol az ütközési sebesség 15–25 m/s-ra csúcsosodik
• Alsó házfelületek, amelyek a lerakódott finom részecskék miatt csúszó kopásnak vannak kitéve
• Sugárirányú hézagok, amelyek fokozatosan tágulnak, miközben beágyazódott részecskék kopasztják az egymással érintkező felületeket

Kopásálló megoldások: edzett ötvözetek, kerámiabetétek és optimalizált lapátgeometria

Hatékony kopáscsökkentés anyag- és geometriai stratégiák integrálásán alapul:

• Edzett ötvözetek : krómkarbid rétegek (58–65 HRC) ellenállnak a mikrovágásnak magas szilíciumtartalmú alkalmazásokban
• Kerámiabetétek : alumina vagy cirkónia betétek akár 90%-os kopás-csökkentést biztosítanak Mohs 9+ keménységű porok esetén
• Geometriai optimalizálás :
  • Lekerekített lapátprofilok, amelyek eltérítik a részecskék ütközését
  • A minimális 8 mm-es védőréteg vastagság késlelteti az élek sérülését
  • A csökkenő rések csökkentik a részecskék bekerülését

A hőmérsékleti permetezésű bevonatok 400%-kal meghosszabbítják az élettartamot a cementklinker kezelése során, miközben az optimalizált rotor geometria a cseréket negyedévente érvényesből kétévenkénti cserére hosszabbítja – a teljesítmény vagy a tömítés áldozása nélkül.

Finom, higroszkópos vagy éghető porok tömítési integritásának biztosítása

Differenciális nyomáspróba, szivárgási ráta és ATEX-szabványnak megfelelő forgó tömítőrendszerek

Nagyon fontos a megfelelő tömítés biztosítása finom porok mozgatása során, különösen akkor, ha az anyagok nedvességet szívhatnak fel, vagy gyulladhatnak. A kis részecskék behatolhatnak az alkatrészek közötti apró résekbe. A nedvességet felvevő anyagok azonnal elkezdenek párat felvenni, amint levegőnek vannak kitéve. Emellett komoly problémát jelenthet a robbanásveszélyes porok tűzveszélye, amikor oxigén jut be, vagy statikus elektromosság halmozódik fel. Annak ellenőrzésére, hogy a tömítések valóban milyen jól teljesítenek, a legtöbb üzem nyomáskülönbség-teszteket végez, amelyek során tényleges nyomáskülönbséget alkalmaznak a szelepeken, hogy megfigyeljék, milyen szivárgások léphetnek fel a normál üzem során. A legtöbb iparág 0,5%-os maximális szivárgási határt állít be minden veszélyes anyag esetében. Az ATEX szabványoknak megfelelően kialakított rendszerek olyan elemeket tartalmaznak, mint folyamatos tisztító levegőáram, lángterjedést megakadályozó speciális tömítések, valamint anyagok, amelyek az esetleges szikráktól vezetik el az elektromos áramot. Ezek segítenek abban, hogy minden zárt és biztonságos maradjon. A tömítések keményített felületeinek és állítható véglemezeknek köszönhetően a légmentes illeszkedés fenntartható még ismétlődő hőingadozások után, vagy durva anyagok kezelése során is. Ez a megközelítés biztosítja a szabályozásoknak való megfelelést, miközben fenntartja a termékminőséget és az üzem általános biztonságát.

Érzékeny porok kezelésénél fellépő hőmérsékleti, nedvességi és elektrosztatikus kihívások kezelése

Tapadás megelőzése hőmérséklet-szabályozással és statikus töltés elvezetéssel forgócsappantyús tervezésben

Amikor a hőmérséklet ingadozik, vagy nedvesség kerül a keverékbe, akkor problémák léphetnek fel, mint például összetapadás és az áramlás megszakadása a feldolgozó sorokban. Különleges, hőmérsékletszabályozott burkolati rendszerek megakadályozzák ezt a kondenzációs problémát, mivel belülről is állandó körülményeket biztosítanak. Ugyanakkor a száraz polimer porokban, amelyekkel dolgozunk, jelentős statikus elektromosság épülhet fel, néha több mint 5000 voltra is. Ez a statikus töltés miatt a részecskék összeragadnak, hidakat képezve, amelyek eltorlaszolják az áramlást. Mi a megoldás? Vezetőképes anyagok használata a forgórészekhez, például szénbetétes kompozitok vagy földelt fémlapátok. Ezek az anyagok lehetővé teszik a statikus töltés biztonságos levezetését, ami körülbelül kétharmadával csökkenti a hidaképződést olyan anyagok esetében, amelyek könnyen felveszik a nedvességet. Szenzorokat is telepítünk az egész rendszerben, hogy figyelemmel kísérhessük a páratartalom szintjét és a felületeken lévő elektromos töltéseket. A szenzorok által szolgáltatott adatok alapján az üzemeltetők tudják szabályozni a tisztító levegő mennyiségét vagy a forgórész fordulatszámát. Ez a kombinált megközelítés különösen hatékony gyógyszeripari alapanyagok, nyomtatófesték és mindenféle, a statikus töltésfelhalmozódásra érzékeny anyag szállításánál.

GYIK szekció

Mi az a forgószelep-tervezés poráramlási viselkedéshez?

A forgószelep-tervezés során a szögeket, hézagokat és zsebformákat optimalizálják a hídképződés, kohéziós felhalmozódás és a por áramlási tulajdonságai által okozott kopás csökkentése érdekében.

Miért fontos a nyugalmi szög?

A nyugalmi szög segít előrejelezni a hídképződési problémákat a forgószelepekben. Az 50 foknál nagyobb nyugalmi szögű anyagok hajlamosak megakadni, így tervezési módosítások szükségesek.

Hogyan befolyásolja a Mohs-keménység a forgószelep kopását?

A Mohs-keménysége 5 vagy annál magasabb anyagok jelentős abrazív kopást okozhatnak a szelepelemeken, ezért kopásálló megoldásokra, például edzett ötvözetekre és kerámia béleletekre van szükség.

Hogyan biztosítható a tömítettség finom porok esetén?

A megfelelő tömítést differenciális nyomáspróbával, ATEX-előírásoknak megfelelő rendszerekkel és szivárgást, valamint tűzveszélyt megelőző anyagokkal lehet elérni.

Milyen megoldások léteznek a hő- és elektrosztatikus kihívások kezelésére?

A hőmérséklet-szabályozó rendszerek és a vezetőképes rotoranyagok megelőzik az összetapadást és a töltésfelhalmozódást, biztosítva érzékeny anyagok folyamatos áramlását.