Izbira rotacijskega ventila za določene lastnosti prahu

Prilagoditev konstrukcije rotacijskega ventila obnašanju toka praška

Kot mirovanja, število funkcije toka (FF) in ocena tveganja za nastanek mostov

Pri obravnavanju toka praškastih snovi sta dva ključna dejavnika za napovedovanje težav s tvorbo mostičev v rotacijskih ventilih: kot repozicije in tako imenovano število funkcije toka (FF). Večina materialov z kotom repozicije nad 50 stopinj ima tendenco zatikanja v navadnih rotorjih. To pomeni, da morajo inženirji prilagoditi določene parametre, na primer dodati zamaknjene žepke ali oblikovati zožene vhode, da bi zagotovili ustrezno pretakanje materiala skozi sistem. Pri praških snoveh z FF pod 2, kar pomeni, da se močno lepijo med seboj, je verjetnost težav s tvorbo mostičev veliko višja. Študije ravnanja z masnimi trdnimi snovmi kažejo, da se ti lepljivi materiali približno 70 % pogosteje zamašijo v primerjavi s tistimi, ki prosto tečejo. Premagovanje tega problema zahteva pozornost razmikom med rotorjem in ohišjem. Fine prašne snovi, ki se združujejo v grude, potrebujejo zelo tesne reže med 0,1 in 0,3 mm, medtem ko lahko grobere snovi prenesejo reže od 1 do 3 mm. Dobro konstruirani sistemi običajno vključujejo posebne oblike žepkov, ki razbijajo skupke zlepljenih delcev, ter tesnila, ki izdržijo tlak testov in kažejo največ 4 % uhajanja, ko so pod opterečenjem.

Vpliv kohezivnosti na učinkovitost polnjenja rotorjevega žepa in doslednost izpusta

Pri rokovanju s kohezivnimi praški se pogosto pojavljajo težave s učinkovitostjo polnjenja in enakomernostjo izpusta v različnih aplikacijah. Vzemimo titanov dioksid kot primer – ima Carrjev indeks nad 35 in lahko doseže približno 92 % zapolnitve žepov pri uporabi rotorjev s plitkimi žepi. To je precejšen skok v primerjavi s tipičnimi 65 %, ki jih opazimo pri starejših konstrukcijah rotorjev. Zakaj? Ker ti novi rotorji zmanjšujejo lepljenje delcev na stene in ustvarjajo boljše kote za pravilni iztok materiala. Uporabniki ugotovijo, da ohranjanje hitrosti pod 20 obrati na minuto res pomaga zmanjšati moteče izpustne pulze. Pri teh nižjih hitrostih je manjša verjetnost, da se material stisne v notranjosti žepov, hkrati pa se ohranja kar dobra natančnost znotraj tolerance plus ali minus 3 %. Kaj pa površinska obdelava? To je prav tako zelo pomembno. Rotorji, elektropolirani do Ra vrednosti pod 0,4 mikrona, dejansko zmanjšajo nastajanje kohezivnih naslavkov za približno 40 % v primerjavi s standardnimi strojnimi površinami. Proizvajalci, ki delajo neprekinjene procese, opažajo, da to bistveno vpliva na dosledne rezultate od serije do serije.

Zmanjševanje abrazivnega obrabljanja pri uporabi praškastih snovi z visoko trdoto

Materiali, kot so aluminijev oksid ali silicijev karbid, ki imajo Mohsovo trdoto 5 ali več, povzročajo resne težave pri ventilih, saj režejo površine in povzročajo utrujenost zaradi ponavljajočih udarcev. Pri tem je pomembna tudi oblika delcev – kotaste zrnate snovi lahko približno 30 do celo 50 odstotkov poslabnijo problem erozije v primerjavi s krogljatimi. Ostre robove usmerjajo vse škodljive učinke ravno tja, kjer povzročijo največ škode – na sprednje robove rotorjevih lopatic in v bližino iztočnih območij ohišja. Kar opazimo, so lune podobne sledi, ki se s časom oblikujejo na kovinskih delih. Ko se to nadaljuje, začnejo tesnila odpovedovati in celoten sistem postaja manj natančen pri količini obdelovanega materiala.

Mohsova trdota, oblika delcev in vzorci erozije na rotorjevih lopaticah in ohišju

Trdota določa način verskanja: praškaste snovi nad 7. stopnjo po Mohsu lahko povzročijo krhko lomljenje pri komponentah iz ogljikovega jekla že v nekaj mesecih. Ostra kvarecna zrna (Mohs 7) na primer trikrat hitreje obrne ohišja kot okrogle granatne delce enake trdote. Preslikava erozije razkriva tri kritične cone:

• Konec lopatic, kjer se udarna hitrost giblje med 15–25 m/s
• Spodnji kvadranti ohišja, izpostavljeni drsnemu obrabljanju zaradi nakopičenih drobcev
• Radijalni zazori, ki se povečujejo, ko vdelani delci obrusijo sosednje površine

Rešitve za odpornost proti obrabi: zakaljene zlitine, keramične obloge in optimizirana geometrija lopatic

Učinkovito zmanjševanje obrabe temelji na kombiniranih materialnih in geometrijskih strategijah:

• Zakaljene zlitine : Prevleke iz kromovega karbida (58–65 HRC) upirajo se mikrorezanju v aplikacijah z visoko vsebnostjo silicija
• Keramične obloge : Vstavki iz aluminijevega oksida ali cirkonijevega oksida zmanjšajo obrabo za 90 % pri praških nad 9. stopnjo po Mohsu
• Geometrijska optimizacija :
  • Okrogli profili lopatic odklanjajo udarce delcev
  • Minimalna debelina konice 8 mm zakasni poškodbo roba
  • Konvergentni režni razmiki zmanjšajo ujemanje delcev

Toplotno nanašane prevleke podaljšajo življenjsko dobo za 400 % pri rokovanju s cementnim klinkerjem, medtem ko optimizirana geometrija rotorja podaljša interval zamenjave s četrtletnega na dviletnega – brez izgube zmogljivosti ali tesnenja.

Zagotavljanje tesnosti tesnenj za fine, higroskopične ali gorljive prahove

Preizkušanje razlik tlaka, stopnje puščanja in rotacijski tesnitveni sistemi, skladni z ATEX

Pravilno tesnjenje je zelo pomembno pri rokovanju s finimi praški, še posebej kadar gre za snovi, ki vpijajo vlago ali lahko zgorijo. Majhne delce najdejo pot skozi majhne reže med sestavnimi deli. Higroskopične snovi začnejo takoj vpijati vlago, ko pridejo v stik z zrakom. Poleg tega obstaja tudi problem z vnetljivimi prahovi, ki ustvarjajo požarne nevarnosti, kadar pride do dostopa kisika ali se nabere statična elektrika. Za preverjanje učinkovitosti tesnjenja večina obratov izvaja preizkuse s tlačno razliko, pri katerih uporabijo dejanske tlačne razlike na ventilih, da ugotovijo, kakšne uhajanja bi se lahko pojavila med normalnim obratovanjem. Večina industrijskih panog določi največjo dovoljeno mejo uhajanja pri 0,5 % za vse snovi, ki veljajo za nevarne. Sistemi, izdelani v skladu s standardi ATEX, vključujejo stalni pretok izpiralnega zraka, posebna tesnila, ki preprečujejo širjenje plamena, ter materiale, ki odvajajo elektriko stran od potencialnih isker. Vse to pomaga ohraniti vse vsebovano in varno. Uporaba zakaljenih površin na tesnilih skupaj z nastavljivimi končnimi ploščami pomaga ohranjati ključno tesno prileganje tudi po večkratnih ciklusih segrevanja ali pri rokovanju s strdimi snovmi. Ta pristop zagotavlja skladnost z regulativami, hkrati pa ohranja kakovost izdelka in splošno varnost v obratu.

Reševanje toplotnih, vlažnostnih in elektrostatičnih izzivov pri ravnanju z občutljivimi praškastimi snovmi

Preprečevanje zlepljenja s krmiljenjem temperature in odvajanjem statične elektrike v konstrukciji rotacijskega ventila

Ko se temperature spreminjajo ali ko pride vlaga v mešanico, povzroči težave, kot so zbitje in moten pretok v procesnih linijah. Posebni oplaščeni sistemi s temperaturno regulacijo preprečujejo nastajanje kondenzacije tako, da notranjost ohranjajo enakomerno. Hkrati se v suhih polimernih praških, s katerimi delujemo, zelo hitro nabira statična elektrika, včasih celo več kot 5.000 voltov. Ta statična elektrika povzroči, da se delci lepijo skupaj in tvorijo mostove, ki blokirajo pretok. Rešitev? Uporaba toplotno prevodnih materialov za rotorje, kot so kompoziti s polnili iz ogljika ali kovinske lopatice, priključene na ozemljitvene točke. Ti materiali omogočajo ustrezno odvajanje statičnega naboja, kar zmanjša težave s tvorbo mostov približno za dve tretjini pri materialih, ki hitro absorbirajo vlago. V sistem namestimo tudi senzorje, ki stalno spremljajo ravni vlažnosti in električnega naboja na površinah. Na podlagi podatkov s senzorjev lahko operaterji prilagajajo parametre, kot je količina izpušnega zraka ali hitrost vrtenja rotorja. Ta kombinirani pristop deluje zelo učinkovito pri transportu farmacevtskih sestavin, tinte za tiskalnike in različnih materialov, ki so še posebej občutljivi na kopičenje statične elektrike.

Pogosta vprašanja

Kaj je oblikovanje rotacijskega ventila za tokovne lastnosti prahu?

Oblikovanje rotacijskega ventila vključuje optimizacijo kotov, rež, in oblik predalov, da se zmanjšajo težave, kot so mostenje, kohezivna nabiranja in obraba, ki jih povzročajo tokovne lastnosti prahu.

Zakaj je pomemben kot zasipa?

Kot zasipa pomaga napovedati težave z mostenjem v rotacijskih ventilih. Materiali z kotom zasipa nad 50 stopinj imajo tendenco zatikanja, kar zahteva prilagoditev oblikovanja.

Kako Mohsova trdota vpliva na obrabo rotacijskega ventila?

Materiali z Mohsovo trdoto 5 ali več lahko povzročijo znatno abrazivno obrabo komponent ventila, zaradi česar so potrebne obrabno odporne rešitve, kot so zakaljene zlitine in keramični obloge.

Kako se lahko zagotovi tesnilna integriteta za fine prahove?

Ustrezen tesnilec se lahko doseže s preizkusom razlike tlaka, uporabo sistemov, skladnih z ATEX, ter uporabo materialov, ki preprečujejo uhajanje in požarne nevarnosti.

Katera rešitev obravnava toplotne in elektrostatične izzive?

Sistemi za nadzor temperature in prevodni materiali rotorja preprečujejo težave, kot so zlepljanje in kopičenje statične elektrike, ter zagotavljajo neprekinjen tok občutljivih materialov.