まとめ
粉体処理システムが材料を複数の目的地に配送する必要がある場合、エンジニアはどちらを使用するかを選択する必要があります。
ロータリーバルブ各排出ポイントまたは単一の切換弁で流れをルーティングします。これら 2 つのデバイスは根本的に異なる目的を果たします。粉体ロータリーバルブは供給速度を制御し、圧力遮断を維持し、ダイバーターバルブは材料をある搬送ラインから別の搬送ラインに向けます。各テクノロジーをいつ使用するか、いつそれらを組み合わせるかを理解することは、効率的な多点粉体分配システムを設計するために不可欠です。
ロータリーバルブとダイバーターバルブとは
パウダーロータリーバルブは、材料を入口から出口まで掃き出すマルチベーンローターを備えた回転装置です。継続的な体積計量を提供し、異なる圧力のゾーン間の空気漏れを最小限に抑えるエアロックとして機能します。ローターの速度によって送り速度が決まります。これは、固定された入口および出口経路を備えた流量調整装置です。
ダイバータ バルブは、粉体の流れを 1 つの入口から 2 つ以上の出口の 1 つに方向転換するために使用される切り替えデバイスです。最も一般的な設計には、吐出口の間でスイングする旋回シュート、一方の吐出口を遮断しながらもう一方の吐出口を開けるスライドブレード、選択した吐出口と内部通路の位置を合わせる回転プラグが含まれます。ダイバータバルブは、重力落下と空気圧搬送の両方の用途で使用されます。彼らは粉末を計量しません。入口に入るあらゆる流れを選択した目的地に送るだけです。
物理的には、切換弁は機械的な経路変更を引き起こします。内部機構が動いて、1 つの出口をブロックし、別の出口を開きます。空気輸送では、ダイバーターバルブは閉じた出口での圧力の完全性を維持し、空気や粉体が未使用のラインに漏れるのを防ぐ必要があります。これには、ダイバータブレードまたはプラグの密閉面が必要であり、多くの場合、高圧サービス用のエアパージまたは膨張式シールが使用されます。
パウダールーティングにおいて区別が重要な理由
ロータリーバルブとダイバーターバルブの機能を混同すると、エネルギーを無駄にし、メンテナンス上の問題を引き起こし、プロセス要件を満たさない非効率なシステム設計につながります。
メータリングとルーティング
最も一般的な設計エラーは、切換弁が送り速度を制御することを期待していることです。切換弁には、そこを流れる粉体の量を調整する機能はありません。上流の供給が変化すると、目的地への流れも比例して変化します。対照的に、ロータリー エアロック フィーダーは、ホッパー レベルや上流圧力のわずかな変動に関係なく、一貫した質量流量を供給します。プロセスが各目的地まで毎時特定のキログラムを必要とする場合、排出ポイントにロータリーバルブが必須となります。
圧力隔離とエアロック
空気圧搬送では、分岐点の圧力が大きくなる場合があります。分流バルブは、材料が間違ったラインに入るのを防ぐために、この圧力に対して密閉する必要があります。標準的な重力ダイバータは搬送圧力に耐えられず、閉じた出口から粉体が漏れてしまいます。この任務に対処できるのは、堅牢なシールを備えた特別に設計された加圧ダイバーター バルブのみです。ロータリーバルブは本質的に圧力隔離を提供し、圧力ゾーンを制御するためにダイバータの上流または下流に配置できます。
スイッチポイントの摩耗と磨耗
切換弁の内部機構は流路内に直接設置されています。フライアッシュ、セメント、プラスチック ペレットなどの研磨粉は、旋回シュートやスライディング ブレードを侵食します。時間の経過とともにシールが劣化し、バルブから漏れが発生します。ロータリーバルブはローター先端部に集中的に摩耗するため、ローター先端部は交換可能に設計されています。組み合わせシステムでは、ダイバータがルーティングを処理し、ロータリーバルブが計量と摩耗を吸収して、両方のコンポーネントの寿命を延ばします。
システムの柔軟性と拡張性
1 つのロータリー バルブは 1 つの宛先にのみ供給できます。複数のビンに対応するには、プラントに複数のロータリー バルブが必要となり、それぞれに独自の駆動装置とエアロックが備わります。これは高価であり、かなりのヘッドルームを必要とします。単一の分流バルブで、材料を 1 つの供給源から多くの目的地に送ることができます。 1 つのロータリー バルブと 1 つのダイバータを組み合わせることで、プラントは複数のロータリー バルブに比べてわずかなコストで正確な計量と柔軟なルーティングの両方を実現します。
洗浄性と相互汚染
食品工場や製薬工場では、搬送先のビンを変更すると、二次汚染を防ぐために流通システムの清掃が必要になることがよくあります。隙間のない内部と研磨された表面を備えたダイバーター バルブにより、バッチ間での迅速な洗浄が可能になります。ロータリーバルブを完全に洗浄するには、より大規模な分解が必要です。ダイバータが目的のビンの前の最後の接触点となるようにシステムを設計することで、製品を切り替えるときに清掃しなければならない領域が最小限に抑えられます。
ロータリーバルブとダイバータを組み合わせて最適なルーティングを実現する方法
最も効果的な多点粉体分配システムは、両方の技術を補完的に配置して使用します。次の構成は、ベスト プラクティスの設計を示しています。
構成 1 ダイバータの上流のロータリーバルブ
この配置では、粉体ロータリーバルブがホッパーの排出口に設置され、その後に重力または低圧ダイバーターバルブが計量された流れを複数のビンに送ります。これは、重力によってドラム、バルクバッグ、または保管サイロに排出される自由流動性の粉末に適しています。ロータリーバルブは一貫した供給速度を保証し、ダイバータはルーティングの柔軟性を提供します。ダイバータは大気圧に近い圧力で動作するため、ソフトシールを備えた標準的な重力設計で十分です。これは、マルチポイント一括配信の最もシンプルでコスト効果の高い構成です。
構成 2 ロータリーバルブの上流側のダイバーター
ここでは、ダイバーターバルブがどのホッパーまたはビンがシステムに供給するかを選択し、ダイバーターの下にある単一のロータリーバルブが選択された材料を計量して空気輸送ラインに送り込みます。これは、別々のサイロに保管されている複数の原料を処理するが、共通の搬送システムを共有するプラントでは一般的です。システムが真空または正圧下で動作する場合、ダイバータは加圧設計でなければなりません。下流のロータリーバルブはエアロックと搬送ラインへの計量を提供します。この構成により、必要なロータリーバルブの数が最小限に抑えられ、資本コストとメンテナンスが削減されます。
構成 3 単一のロータリーバルブを備えた複数のダイバータ
複雑な配電ネットワークの場合、単一の回転式エアロック フィーダーの後に複数の切換弁を直列または並列に配置できます。ロータリーバルブはシステム全体の流れを計測し、連続するダイバーターがその流れの一部を個々の目的地に送ります。これは、ベースパウダーが異なる混合ラインに送られる大規模な混合操作で使用されます。材料が正しいタイミングで正しいラインに送られるように、各ダイバータをプロセス制御システムでシーケンスする必要があります。
構成 4 密相搬送における加圧ダイバータ
濃密相の空気輸送は、多くの場合 4 ～ 10 bar の高圧で動作します。濃密相の流れをルーティングするには、回転プラグ設計と硬化された内面を備えた頑丈なダイバーター バルブが必要です。システムに供給するロータリー バルブは、搬送圧力に耐えられる高圧エアロックでなければなりません。この用途では、ダイバータはロータリーバルブの後の搬送ラインに配置されます。ロータリーバルブはホッパーでの圧力シールを維持し、ダイバーターは目的のレシーバー間の高圧流を切り替えます。両方のバルブはシステムの全圧力に対して定格を満たしている必要があります。
構成 5 Clean in Place を備えたサニタリー ダイバータ
食品工場や製薬工場では、内部が研磨され、定置洗浄機能を備えたサニタリー切換弁がよく使用されます。サニタリーロータリーバルブの後に配置されるこの組み合わせにより、分解せずにシステムを完全に洗浄できます。分流プラグまたはブレードは、製品ポケットを残さずに完全に排水するように設計されています。生産の実行後、次の製品に切り替える前に、システムは洗浄液で洗い流され、消毒され、すすがれます。これにより、切り替え時間が数時間から数分に短縮されます。
応用例
インドのスパイス混合工場では、7 つの異なる粉末原料を個々の保管サイロから 4 つの混合ラインに分配する必要がありました。当初、各サイロと各ミキサーに個別のロータリー バルブが設置されており、28 個のロータリー バルブが必要でした。費用は法外であり、メンテナンスの負担も膨大でした。 Doebritz は、7 つのサイロ出口ロータリー バルブを使用してシステムを再設計しました。各バルブは、あらゆる材料をミキサーに送るように配置された 3 つの加圧ダイバーター バルブのネットワークに供給されます。ロータリーバルブの合計数は 7 つに減り、ダイバーターがルーティングを処理します。資本コストは 65% 減少しました。レシピ間の切り替えは完全に自動化され、ダイバータは隙間のない研磨された内部で設計されていたため、洗浄の検証時間は半分に短縮されました。
よくある質問
ダイバータバルブはロータリーバルブを完全に置き換えることができますか
いいえ、ダイバーターバルブは流れの経路を定めるだけです。粉末を計量したり、エアロックを維持したりすることはできません。ダイバータをフィーダとして使用しようとすると、流量が制御されずに変動してしまいます。
研磨粉に最適な切換弁のタイプは何ですか
表面が硬化された回転プラグ ダイバータは、研磨作業に対して最も耐久性があります。プラグは非切り替え時には回転して流路から外れるため、摩耗が最小限に抑えられます。スライドブレードのデザインは、ブレードが流れる粉体と継続的に接触するため、摩耗が早くなります。
切換弁には何個の出口を設けることができますか
標準のダイバータは 2 つのコンセントを切り替えます。 3 ～ 6 個のコンセントを備えたマルチポート ダイバータも入手可能ですが、複雑で高価になります。目的地が 3 つを超える場合は、通常、直列に配置された複数の双方向ダイバータの信頼性が高くなります。
切換弁は ATEX 認定を受ける必要がありますか?
ダイバータが可燃性粉塵雰囲気で動作する場合、ATEX 認定を受ける必要があります。内部機構は発火源を発生させてはならず、バルブ本体は最大爆発圧力に耐えるか、通気装置を備えていなければなりません。
Doebritz はロータリー バルブだけでなくダイバーター バルブも供給していますか?
はい。 Doebritz は、粉体ロータリー エアロック フィーダーと、重力および空気圧搬送用途向けの幅広いダイバータ バルブの両方を製造しています。当社は、最適なパフォーマンスを実現するために両方のテクノロジーを組み合わせた統合システムを設計します。
結論
ロータリーバルブおよびダイバータバルブは、粉体ルーティングにおいて異なる、しかし補完的な役割を果たします。ロータリーバルブは、ダイバータでは提供できない計量精度と圧力遮断を提供します。ダイバータバルブは、そうでなければ非現実的な数のロータリーバルブを必要とするルーティングの柔軟性を提供します。これらのテクノロジーを戦略的に組み合わせることで、プラントは最小限の設備投資と簡素化されたメンテナンスで正確な多点分散を実現します。両方のデバイスをいつどのように統合するかを理解することは、効率的なバルク固体処理システムの特徴です。
次の粉体分配システムを自信を持って設計できます。ルーティング要件について話し合ったり、システム構成図をリクエストしたり、特定の用途向けに設計されたロータリー エアロック フィーダーとダイバーター バルブ パッケージの見積もりを入手したりするには、今すぐ Doebritz Shanghai Co., Ltd. にお問い合わせください。
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