EN
Rotary Vana Tasarımının Toz Akış Davranışına Uyarlanması
Hareket Açısı, Akış Fonksiyon Sayısı (FF) ve Köprüleşme Riski Değerlendirmesi
Tozların nasıl aktığına bakıldığında, döner valflerde köprülenme sorunlarını tahmin etmede öne çıkan iki temel faktör vardır: durgunluk açısı ve Akış Fonksiyon Sayısı (FF) olarak adlandırılan değer. Genellikle durgunluk açısı 50 derecenin üzerinde olan malzemeler, normal rotorlarda takılmaya eğilimlidir. Bu, mühendislerin malzemenin sistemin içinde düzgün bir şekilde akmasını sağlamak amacıyla ofset cepeler ekleme veya konik girişler oluşturma gibi ayarlamalar yapmaları gerektiği anlamına gelir. FF değeri 2'nin altında olan, yani temelde birbirine yapışkanlığı yüksek olan tozlar için köprülenme sorunu yaşama ihtimali çok daha yüksektir. Dökme katı malzeme taşıma üzerine yapılan çalışmalarda, bu yapışkan tozların serbest akanlara kıyasla yaklaşık %70 daha sık köprülenme oluşturduğu gösterilmiştir. Bu soruna çözüm bulmak, rotor ile gövde arasındaki boşluklara dikkatlice dikkat etmeyi gerektirir. Bir araya toplanma eğilimi gösteren ince tozlar için 0,1 ile 0,3 mm arasında çok dar boşluklar gerekirken, daha kaba malzemeler 1 ile 3 mm arası boşluklara dayanabilir. İyi tasarımlar genellikle birbirine yapışmış parçacıkları dağıtan özel cep şekillerini ve performans testlerinde en fazla %4 sızıntı gösteren basınca dayanıklı sızdırmazlık elemanlarını içerir.
Rotor Cep Dolum Verimliliği ve Boşaltım Tutarlılığı Üzerine Kohezyon Etkisi
Kohezyonlu tozlarla çalışırken farklı uygulamalarda dolum verimliliği ve boşaltım düzgünlüğü ile ilgili sorunlarla sıklıkla karşılaşılır. Titanyum dioksiti bir vaka çalışması olarak ele alalım; Carr İndeksi 35'in üzerinde olan bu madde, sığ cepli rotorlar kullanıldığında yaklaşık %92'ye varan cep doluluk oranına ulaşabilir. Bu, eski rotor tasarımlarında görülen tipik %65 değerine kıyasla oldukça yüksek bir artıştır. Neden? Çünkü bu yeni rotorlar partiküllerin duvarlara yapışma miktarını azaltır ve malzemenin düzgün şekilde çıkış yapabilmesi için daha iyi açılar oluşturur. Operatörler, devir sayılarının 20 RPM'nin altında tutulmasının sinir bozucu boşaltım dalgalanmalarını gerçekten azalttığını fark eder. Bu düşük devirlerde, hâlâ artı eksi %3 içinde oldukça iyi bir doğruluk sağlanırken, cepler içinde malzemenin sıkışma ihtimali de azalır. Yüzey kaplaması ne olacak? Bu da çok önemlidir. Elektropolish işlemiyle Ra değerleri 0,4 mikronun altına indirilmiş rotorlar, normal makine yüzey bitişlerine kıyasla kohezyonlu birikimi yaklaşık %40 oranında azaltır. Sürekli süreçler üzerinde çalışan üreticiler, bunun bir partiyle diğer arasında tutarlı sonuçlar elde etmede gerçek bir fark yarattığını gözlemler.
Yüksek Sertlikteki Toz Uygulamalarında Aşındırıcı Aşınmanın Önlenmesi
Mohs sertliği derecesi 5 veya daha yüksek olan alümina ya da silikon karbür gibi malzemeler, yüzeylere kazıdıkları ve tekrarlanan darbelerle yorulmaya neden oldukları için vana sistemleri için ciddi sorunlar oluşturur. Ayrıca partikül şeklinin önemi de çok büyüktür; yuvarlak partiküllere kıyasla köşeli taneler erozyon sorunlarını yaklaşık %30 ila hatta %50 oranında daha kötü hale getirebilir. Bu keskin köşeler, hasarı en hassas bölgelere, yani rotor kanatlarının ön kenarlarına ve gövdenin boşaltım alanlarına doğru odaklar. Sonuç olarak, metal parçalarda zaman içinde hilal şeklinde izlerin oluştuğunu gözlemleriz. Bu süreç devam ettikçe, contaların çalışması bozulur ve sistem, işlediği malzeme miktarını belirlemede giderek daha az doğru hâle gelir.
Mohs Sertliği, Partikül Şekli ve Rotor Kanatları ile Gövdedeki Erozyon Desenleri
Sertlik, kırılma modunu belirler: Mohs 7'nin üzerindeki tozlar, aylar içinde karbon çelik bileşenlerde gevrek kırılmaya neden olabilir. Örneğin, keskin kenarlı kuvars (Mohs 7), eşdeğer sertliğe sahip yuvarlatılmış grenetten üç kat daha hızlı şekilde gövdeyi aşındırır. Aşınma haritalaması üç kritik bölgeyi belirler:
- Palanın uçları, darbe hızının 15–25 m/s'ye ulaştığı bölgeler
- Alt gövde kadranları, biriken ince malzemeden kaynaklanan kayma aşınmasına maruz bölgeler
- Radyal boşluklar, gömülü parçacıklar eşleşen yüzeyleri aşındıkça genişleyen boşluklar
Aşınmaya Dayanıklı Çözümler: Sertleştirilmiş Alaşımlar, Seramik Kaplamalar ve Optimize Edilmiş Pala Geometrisi
Etkili aşınma önleme, entegre malzeme ve geometrik stratejilere dayanır:
- Sertleştirilmiş Alaşımlar : Krom karbür kaplamalar (58–65 HRC), yüksek silis içeren uygulamalarda mikro kesmeye karşı direnç gösterir
- Seramik kaplamalar : Alümina veya zirkonya yerleştirilmiş parçalar, Mohs 9+ tozlar için aşınmada %90 oranında azalma sağlar
-
Geometrik Optimizasyon :
- Yuvarlatılmış pala profilleri, parçacık darbelerini yönlendirir
- Kenar hasarını geciktiren minimum 8 mm uç kalınlığı
- Kapanan boşluklar parçacık tutulmasını azaltır
Termal püskürtme kaplamalar, çimento klinker işlemede kullanım ömrünü %400 artırır; optimize edilmiş rotor geometrisi ise değiştirme aralıklarını üç aydadır iki yıla çıkarır—verimlilik veya sızdırmazlık kaybı olmadan.
İnce, higroskopik veya yanıcı tozlar için sızdırmazlık bütünlüğünün sağlanması
Farklı Basınç Testi, Sızdırma Oranları ve ATEX Uyumlu Döner Kapak Sızdırmazlık Sistemleri
İnce tozlar taşınırken doğru şekilde sızdırmazlık sağlamanın büyük önemi vardır, özellikle nem tutan veya tutuşabilen maddeler söz konusu olduğunda. Küçük parçacıklar bileşenler arasındaki dar açıklıklardan sızabilir. Neme afacan malzemeler, havayla temas ettiğinde hemen nem almaya başlar. Ayrıca, oksijen girdiğinde veya statik elektrik biriktiğinde yanıcı tozların oluşturduğu yangın riski de ayrı bir sorundur. Sızdırmazlık elemanlarının gerçek performansını kontrol etmek için çoğu tesis, vanalara normal çalışma sırasında oluşabilecek basınç farklarını uygulayarak hangi tür kaçakların meydana gelebileceğini görmek amacıyla diferansiyel basınç testleri yapar. Çoğu sektör, tehlikeli kabul edilen sistemler için maksimum sızdırma sınırını %0,5 olarak belirler. ATEX standartlarına göre inşa edilen sistemler, sürekli temiz hava akışı, alevin yayılmasını engelleyen özel sızdırmazlık elemanları ve kıvılcımlara neden olabilecek elektriği ileten malzemeler gibi önlemleri içerir. Bu tür çözümler, her şeyin kapalı tutulmasını ve güvenliğin sağlanması için yardımcı olur. Sızdırmazlık elemanlarında sertleştirilmiş yüzeylerin ve ayarlanabilir uç plakaların kullanılması, tekrarlı ısınma döngülerinin ardından veya aşındırıcı maddelerle çalışılırken bile kritik sıkı oturmayı korumaya yardımcı olur. Bu yaklaşım, işletmelerin hem mevzuata uyum sağlamasını hem de ürün kalitesi ile tesis güvenliğini korumasını sağlar.
Duyarlı Toz Taşıma İşlemlerinde Isıl, Nem ve Elektrostatik Zorluklara Müdahale
Döner Kapak Tasarımında Sıcaklık Kontrolü ve Statik Boşaltma ile Kekeleşme Önleme
Sıcaklıklar dalgalanırken veya nem karıştığında, işleme hatlarında tıkanma ve akışın kesilmesi gibi sorunlara neden olur. Özel sıcaklık kontrollü ceketli muhafaza sistemleri, iç ortamı sabit tutarak bu kondensasyon probleminin oluşmasını engeller. Aynı zamanda, çalıştığımız kuru polimer tozlarında statik elektrik oldukça fazla birikir ve bazen 5.000 volt'un üzerine çıkar. Bu statik, parçacıkların birbirine yapışmasına ve akışı engelleyen köprüler oluşturmasına neden olur. Çözüm nedir? Topraklanmaya bağlı karbon dolgulu kompozitler veya metal kanatlar gibi iletken malzemelerin rotorlarda kullanılmasıdır. Bu malzemeler, statik yükün düzgün şekilde dağılmasına olanak tanır ve nem çeken malzemelerde köprüleşme sorunlarını yaklaşık üçte ikiye kadar azaltır. Ayrıca sistem boyunca nem seviyelerini ve yüzeylerdeki elektrik yükünü izlemek için sensörler kurarız. Bu sensörlerin sunduğu bilgilere dayanarak operatörler, purj havasının miktarı veya rotorun dönme hızı gibi ayarlamaları yapabilir. Bu kombine yaklaşım, statik elektrik birikimine özellikle duyarlı olan ilaç bileşenlerinin, yazıcı tonerlerinin ve çeşitli diğer malzemelerin taşınmasında çok iyi çalışır.
SSS Bölümü
Toz akış davranışları için döner vana tasarımı nedir?
Döner vana tasarımı, tozun akış özelliklerinden kaynaklanan köprüleşme, kohezif birikim ve aşınma gibi sorunları azaltmak için açıların, boşlukların ve ceplerin şeklinin optimize edilmesini içerir.
Durma açısı neden önemlidir?
Durma açısı, döner vanalarda köprüleşme problemlerini tahmin etmeye yardımcı olur. 50 derecen fazla durma açısına sahip malzemeler sıkışmaya eğilimli olduğundan tasarım ayarlamaları gerektirir.
Mohs sertliği döner vana aşınmasını nasıl etkiler?
Mohs sertliği 5 veya daha yüksek olan malzemeler, vana bileşenlerinde önemli aşındırıcı aşınmaya neden olabilir ve sertleştirilmiş alaşımlar ile seramik kaplamalar gibi aşınmaya dayanıklı çözümler gerektirir.
İnce tozlar için sızdırmazlık bütünlüğü nasıl sağlanır?
Doğru sızdırmazlık, diferansiyel basınç testi uygulanarak, ATEX uyumlu sistemler kullanılarak ve kaçak ile yangın riskini önleyen malzemelerle sağlanabilir.
Termal ve elektrostatik zorluklar için hangi çözümler mevcuttur?
Sıcaklık kontrol sistemleri ve iletken rotor malzemeleri, yapışma ve statik birikim gibi sorunları önleyerek hassas maddelerin kesintisiz akışını sağlar.