概要
冷凍温度での処理粉末は,液体窒素 (LN2) で飽和された場合でも,慣性化,冷却,または磨きのために,標準回転バルブを設計上限を超えさせる温度は -196°C まで下がると 普通の炭素鋼は壊れやすく 標準的なエラストーマー密封物が破れ 厚い空気は 固い氷に変わりますこれらの障害は,壊滅的なバルブ破裂につながりますこのガイドでは,冷凍粉末処理の3つの重要な課題について説明します. 材料の脆化,冷凍密封,氷の阻塞,安全かつ信頼性の高い操作を保証するために必要なエンジニアリングソリューションを提供
ローター式エアロックフィッダー極寒で
低温 状態 の 三 人 の 馬乗り
1材料の脆弱性 (構造的脅威)
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問題 はほとんどの金属は柔らかいから脆い移行温度 (DBTT) を示している.この温度を超えると,ストレスの下で変形する (柔らかい).それ以下では,ガラスのように破裂する (脆い).標準的な炭素鋼は -20°Cから -30°Cに変化しますLN2温度 (-196°C) で,炭素鋼のバルブハウジングまたはローターは,通常の動作ストレスの下でも,軽度の衝撃によってさえも破裂します.
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解決法:冷凍型合金
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オステニティスステンレス鋼 (304L, 316L):業界標準. "L" (Low Carbon) グレードは,溶接中にカービッドの降水を防ぐ.これらの合金物は,低温まで柔らかいままである.LN2サービスで必須です
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アルミ合金 (6061-T6):軽量で低温で自然に柔らかい.しばしばローターや軽量なホイジングに使用されます.
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特殊合金 (インコネル625,モンネル400):腐食性の高い冷凍液体を含む極端なケースで使用されますが,標準の粉末バルブではあまり一般的ではありません.
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デザインの検討:計算する熱収縮不同材料は異なる速さで収縮する 不同鋼のホイジングにステンレス鋼のローターは安全ですローターは,穴よりも縮小するので,キャッチします..
2低温密封 (漏洩の脅威)
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問題 は標準 エラストメア (ナイトリル,EPDM,ビトン) は,低温 で 弾性 を 失い,結晶 化 し,硬くなり,縮小 し,裂け,大気 の 漏れ を 引き起こす.これはLN2サービスでは 受け入れられない 慣性のある大気を維持することが重要です.
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解決策:冷凍密封材料
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PTFE (テフロン®):金規格. -268°Cまで柔軟で化学的に惰性である. 唇密着,包装リング,ガスケットに使用される. 収縮するにつれて密着力を維持するためにスプリングエネルギー化器を必要とします.
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グラフィット:包装リングとガスケットに最適です. 惰性,高温耐性,冷凍温度で安定しています. 編み込み包装組にしばしば使用されます.
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ケル-F (PCTFE):PTFEに似た 防腐性のあるフッ化ポリマー 低温座席とシールに最適
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設計の検討: 拡張ボネット/冷凍拡張バルブボディは冷たいゾーンに浸透していますが,幹密封は暖かく保たなければなりません.延長型機蓋(長い首) は,冷たいプロセス液体をより暖かい梱包腺領域から分離します. シャフトを上って導かれる熱は,拡張に沿って環境空気に散布されます.密封器を壊れやすいところから上へ.
3氷の封鎖 (作戦上の脅威)
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問題 は熱くて湿った空気は,小さな漏れや保守中に弁に浸透します.この湿気が -196°Cの表面に達すると,それは瞬時に固い氷に凍結します.,"乾燥した"粉末でさえも 凍るような 微量 の 湿度 が 含まれ ます.
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解決策: 浄化・掃討システム
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継続的な浄化安定した流量です骨乾燥,油なし,冷凍熱された窒素シャフトシールとベアリングハウジングに導かれます.これは湿った空気を排除し,凍結する前にすべての痕跡の水分を運ぶポジティブプレッシャーバリアを作成します.
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暖房/ジャケット:バルブハウジング自体では,電気による熱付けや温水/グリコールジャケットは,外側の表面の凝縮を防ぐことができます.しかし,内部製品ゾーンは冷たい状態でなければなりません.
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ローターの設計:A について閉ざ型ローター冷たい粉末がシャフトに接触するのを防ぎ,熱ブリッジとして機能します. 磨きされた表面 (Ra ≤ 0.8 μm) は氷の粘着を軽減します.
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応用例:LN2冷却した香辛料を放出するために標準の回転バルブを使用した冷凍研磨工場. バルブは水分浸透により4時間ごとに固体凍結した. Doebritzはバルブに316L 不同鋼の建築物,PTFE リップシールそして延長型機蓋重要なことは,露点 -40°Cの連続浄化窒素2SCFMで密封室に追加されました. バルブは氷を入れずに6ヶ月間連続して動作し,凍結を排除しました.
クリオジェニック回転バルブ の 設計 の 主要 な 特徴
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特徴
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標準バルブ
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クリオジェニックバルブ
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目的
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住宅用材料わかった
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炭素鋼
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316L / 304L SSわかった
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壊れやすい骨折を防ぐ
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ローターの材料わかった
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炭素鋼
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316L SS / アルミニウムわかった
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壊れやすい骨折を防ぐ
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シャフトシールわかった
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ニトリル/ビトン
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PTFE/グラフィットわかった
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柔軟性と密封性を維持する
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ボンネットわかった
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スタンダード
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拡張 (冷たい拡張)わかった
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密封物 は 壊れやすい 位置 に 留め て ください
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浄化システムわかった
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選択可能
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必須 (ドライN2)わかった
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湿った空気の侵入と氷化防止
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ローヤリングわかった
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スタンダード
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クリオジェニック・グリース/隔離わかった
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凍結 を 防止 し,迷路 の 密封 器 を 用いる
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表面塗装わかった
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粉砕されたまま
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磨き (Ra ≤ 0.8 μm)わかった
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氷の粘着を減らす
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ガスケットわかった
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ゴム
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PTFE/グラフィットわかった
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密封の整合性を維持する
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応用焦点:液体窒素注入と磨き
低温磨きでは,LN2を用いて,溶融や分解を防ぐために,冷却前に熱敏感な材料 (香辛料,プラスチック,医薬品) を冷却する.
適用焦点:冷粉引換 (冷鎖)
冷凍コーヒーの抽出物や冷凍保存生物や冷凍食品の成分などの 粉末を転送します
よくある質問
Q: 標準のバルブを冷蔵庫に 閉じ込めておくことができますか?
A: その通り断固としてそうではありません. 隔熱は熱伝達を遅らせますが,材料の性質は変化しません. 炭素鋼のバルブは依然として壊れやすくなり,破裂します. 内密封は依然として凍結し,漏れします..隔熱は冷凍設計の 代替品ではなく 補足品です
Q: 私のバルブがLN2に適しているかをどうやって確認できますか?
A: その通り探して"冷凍サービス"あるいは"低温"認証.データシートには,建設材料 (316L SS),密封材料 (PTFE/グラフィット) および設計特徴 (拡張キャップ) が指定されなければならない.失敗すると仮定します.
Q: "冷たい延長"とは何か? なぜ重要なのか?
A: その通り冷たい拡張 (または拡張キャップ) は,バルブボディの延長された首です.それは熱グラデントを作成します.シャフトが冷却プロセス流体から環境へ移動する際に熱くなるようにする極度の寒さに耐えるように設計されていないシャフトシールが,適切に機能できる温度を維持することを保証します.
Q:窒素浄化に必要な量は?
A: その通り縦軸の直径1インチあたり1〜3SCFMが一般的ですが,弁の大きさ,速度,差圧に基づいて計算する必要があります.密封室内の正圧を プロセス圧力を超えて維持することですプロセスガスの逆流や湿った空気の侵入を防止する.
Q: ドーブリッツは冷凍回転弁を製造していますか?
A: その通りドーブリッツは冷蔵庫用の ローター式エアロック・フィッダーを 設計・製造しています浄化システムと計測装置を統合できます設計範囲内で安全に動作する 温度計算も行います
結論
低温粉末処理は単なる"冷たい"粉末処理ではなく,熱力学と材料科学の法則によって支配される専門分野です.標準の回転弁は,基本的には不調です 液体窒素と深冷粉末この環境で成功するには 低温密封機 熱拡張機 低温密封機攻撃的な浄化システム適切に設計された冷凍回転バルブに投資することで 壊滅的な故障を防ぎ 費用のかかるダウンタイムをなくし 低温プロセスの安全性と効率性を確保できます
安全性と信頼性の基盤の上に構築されていることを確認します. LN2または冷粉末のアプリケーションについて議論するために今日Doebritz上海株式会社に連絡してください.我々の技術者は 極度の寒さに耐えられる 冷凍型回転式エアロックフィッダーを設計します流れるようにします.
メッセージは20〜3,000文字にする必要があります。
