خلاصه
انتقال پنوماتیک فاز متراکم در فشارهای بین 2 بار تا 10 بار یا بیشتر عمل می کند و پودر را به عنوان یک راب یا پلاگین در خط لوله حرکت می دهد. در این فشارها، هر جزء در سیستم باید در برابر نیروهای شدید، سایش ساینده و چرخش سریع مقاومت کند. دو دستگاه نقش مهمی در سیستم های فاز متراکم ایفا می کنند: شیر دوار پودری در نقطه تغذیه و شیر دیورتر در نقطه مسیریابی. در حالی که هر دو باید فشار بالا را تحمل کنند، الزامات طراحی و حالت های خرابی آنها کاملاً متفاوت است. یک فیدر قفل هوای چرخشی باید در حین تغذیه مداوم مواد به خط، یک مهر و موم فشار را حفظ کند. یک شیر انحرافی باید بدون نشتی یا فرسایش مواد را بین مقصد تغییر دهد. این راهنما دو فناوری را در قابلیت فشار، رفتار سایش و قابلیت اطمینان سوئیچینگ مقایسه میکند تا به مهندسان کمک کند تا اجزای مناسب را برای انتقال فاز متراکم مشخص کنند.
a چیستشیر دوارو یک شیر دیورتر در سرویس فاز متراکم
در انتقال فاز متراکم، الف
شیر دوار پودریبه عنوان دستگاه تغذیه اولیه که مواد را وارد خط لوله تحت فشار می کند عمل می کند. این شامل یک روتور چند پره است که در داخل یک محفظه دیوار سنگین می چرخد. جیبهای روتور با پودر از قیف پر میشوند و به داخل خط لوله میچرخند، جایی که هوای با فشار بالا مواد را به حرکت در میآورد. شیر باید فشار کامل سیستم، معمولاً 4 تا 8 بار را تحمل کند، در حالی که یک مهر و موم محکم برای جلوگیری از برگشت هوا به داخل قیف حفظ می کند. دیواره های محفظه ضخیم تر از شیرهای استاندارد هستند، اغلب 20 تا 40 میلی متر از فولاد ریخته گری یا فولاد ضد زنگ. نوک های روتور به سختی با کاربید تنگستن یا درج های سرامیکی روبرو هستند. مهر و موم های شفت معمولاً آب بند های چند لبه ای هستند که برای دماهای بالاتر، یک حلقه فانوس یا بسته بندی گرافیتی دارند.
شیر انحرافی در سرویس فاز متراکم یک دستگاه سوئیچ فشار بالا است که راب مواد را از یک ورودی به یکی از دو یا چند خروجی هدایت می کند. رایج ترین طراحی برای فاز متراکم، دیورتر دوار پلاگین است. این شامل یک دوشاخه کروی یا استوانه ای با یک گذرگاه داخلی است که با خروجی مستقیم یا خروجی انشعاب هم تراز است. هنگامی که محرک دوشاخه را 90 درجه می چرخاند، مسیر جریان تغییر می کند. دوشاخه و بدنه سوپاپ برای ایجاد یک مهر و موم فلزی به فلز ساخته شده است که از نشتی در فشارهای تا 10 بار جلوگیری می کند. سطوح داخلی با کاشی های سرامیکی سخت شده یا اندود شده اند تا در برابر ضربه های فرسایشی راب های پودری با سرعت بالا مقاومت کنند.
از نظر فیزیکی،
شیر دواریک دستگاه به طور مداوم در حال چرخش با آب بندی دینامیکی در فاصله نوک روتور است. شیر دیورتر دستگاهی است که به طور متناوب کار می کند و دارای آب بندی استاتیکی در رابط دوشاخه به بدنه است. شیر دوار فشار ثابت و جریان مداوم مواد را می بیند. شیر دیورتر فقط در طول چرخه انتقال فشار را می بیند و فقط بین دسته ها یا مقصدها سوئیچ می کند. این تفاوتهای عملیاتی الگوهای سایش و حالتهای خرابی کاملاً متفاوتی را ایجاد میکنند.
چرا انتخاب بین شیر دوار و شیر دیورتر مهم است؟
اگرچه هر دو دستگاه در یک سیستم فاز متراکم کار می کنند، مشخص کردن طراحی اشتباه یا نادیده گرفتن هر یک از اجزاء، مشکلات مشخصی را ایجاد می کند که کل فرآیند انتقال را به خطر می اندازد.
رتبه بندی فشار و یکپارچگی سیستم
در انتقال فاز متراکم، فشار در نقطه تغذیه می تواند در طول فاز تقویت به 10 بار برسد. یک شیر دوار که برای این فشار نامگذاری نشده است، در دیواره محفظه پاره می شود یا مهر و موم شفت را منفجر می کند. عواقب آن شامل انتشار پودر فاجعه بار، آسیب به تجهیزات و آسیب احتمالی به پرسنل است. شیرهای دیورتر نیز باید این فشار را در خروجی بسته نگه دارند. اگر اتصال دوشاخه به بدنه از کار بیفتد، پودر فشار بالا به سمت خط مقصد اشتباه پرتاب می شود و محصول را آلوده می کند یا یک ابر گرد و غبار خطرناک ایجاد می کند. هر دو دستگاه باید دارای درجه بندی فشاری باشند که بیش از حداکثر سیستم با حاشیه ایمنی کافی باشد. یک مشخصات معمولی به فشار طراحی 12 تا 15 بار برای سیستمی که در 10 بار کار می کند نیاز دارد.
مکانیسم های سایش تحت ضربه با سرعت بالا
انتقال فاز متراکم پودر را با سرعت های 5 تا 15 متر در ثانیه در جریان راب حرکت می دهد. هنگامی که راب به نوک روتور یک شیر دوار ضربه می زند، یک اثر چکشی ایجاد می کند که سایش را تسریع می کند. نوک ها باید انرژی جنبشی هر راب را بدون بریدگی یا تغییر شکل جذب کنند. نوک کاربید تنگستن با سختی 90 HRA یا بالاتر مورد نیاز است. سوراخ محفظه همچنین سایش فرسایشی ناشی از پودر کشیده شده در امتداد دیوار با سرعت بالا را تجربه می کند. آستین های سایش قابل تعویض از سوراخ محافظت می کنند. شیرهای دیورتر با الگوی سایش متفاوتی روبرو هستند. مسیر داخلی دوشاخه تغییرات جهتی را تجربه می کند که در آن راب های پودری با زوایای نزدیک به سمت راست دیوار را تحت تاثیر قرار می دهند. این مناطق ضربه به سرعت فرسایش می یابند. آسترهای سرامیکی یا روکش کروم سخت روی دوشاخه باعث افزایش طول عمر می شود. درک این مکانیسم های سایش متمایز برای تعیین مواد صحیح ضروری است.
قابلیت اطمینان و زمان بندی سوئیچینگ
در سیستم های فاز متراکم، شیر دیورتر باید دقیقاً در لحظه مناسب بین چرخه های انتقال سوئیچ کند. اگر سوپاپ خیلی زود سوئیچ شود، دم اسلگ وارد خط اشتباهی می شود. اگر خیلی دیر سوئیچ شود، لبه جلویی راب بعدی به یک خروجی بسته برخورد می کند و باعث افزایش فشار می شود که می تواند خط لوله را پاره کند. شیرهای دوار نیازی به سوئیچینگ ندارند، اما قابلیت اطمینان آنها به همان اندازه حیاتی است. اگر روتور در طول یک چرخه انتقال مسدود شود، فشار خط لوله به سرعت افزایش مییابد که باعث ایجاد زنگ هشدار سیستم میشود و به طور بالقوه به دمنده یا کمپرسور آسیب میرساند. هر دو دستگاه باید به 100 درصد قابلیت اطمینان دست یابند. شیرهای انحرافی نیاز به کنترل دقیق محرک با بازخورد موقعیت دارند. شیرهای دوار به سیستم های محرک قوی با حفاظت اضافه بار نیاز دارند.
دسترسی به تعمیر و نگهداری و تأثیر زمان خرابی
هنگامی که یک شیر دوار در سرویس فاز متراکم از کار می افتد، کل سیستم انتقال متوقف می شود. تعویض روتور یا تعمیر محفظه نیاز به برداشتن شیر از خط دارد که بسته به اندازه و مکان ممکن است 8 تا 24 ساعت طول بکشد. شیرهای انحرافی معمولاً با اتصالات فلنجی برای برداشتن نسبتاً سریع نصب می شوند، اما دوشاخه داخلی سنگین است و به تجهیزات بالابر نیاز دارد. هزینه توقف در سیستم های فاز متراکم زیاد است زیرا سرعت انتقال معمولاً 20 تا 50 تن در ساعت است. یک روز توقف می تواند ده ها هزار دلار هزینه تولید از دست رفته داشته باشد. بنابراین مشخص کردن قطعات با قابلیت اطمینان و عمر سایش ثابت شده بسیار مهم است.
سازگاری و آلودگی مواد
انتقال فاز متراکم اغلب برای پودرهای با ارزش بالا مانند مواد غذایی، داروها یا مواد شیمیایی ویژه استفاده می شود. در این کاربردها، مواد شیر نباید محصول را آلوده کنند. شیرهای دوار با محفظه های فولادی ضد زنگ و روتورهای سرامیکی از ریزش فلز جلوگیری می کنند. شیرهای انحرافی با گذرگاه های داخلی صیقلی و طرح های بدون شکاف از تجمع محصول و آلودگی متقابل بین دسته ها جلوگیری می کند. برای کانیهای ساینده، اولویت به سایش نسبت به خلوص تغییر میکند. انتخاب مواد برای هر دستگاه باید با الزامات خاص محصول مطابقت داشته باشد.
نحوه انتخاب اجزا برای انتقال فاز متراکم
انتخاب شیرهای دوار و شیرهای انحرافی برای سیستم های فاز متراکم از یک روش مهندسی دقیق بر اساس فشار سیستم، ویژگی های مواد و چرخه وظیفه پیروی می کند.
مرحله 1 حداکثر فشار سیستم را تعیین کنید
اوج فشار در خط انتقال را در مرحله بوست اندازه گیری یا محاسبه کنید. این معمولاً 20 تا 30 درصد بیشتر از فشار انتقال دهنده حالت پایدار است. شیر دوار و شیر دیورتر را با فشار طراحی حداقل 1.5 برابر فشار حداکثر سیستم مشخص کنید. برای سیستمی که اوج آن 8 بار است، اجزایی را برای حداقل 12 بار مشخص کنید.
مرحله 2 طراحی روتور را برای شیر دوار انتخاب کنید
در سرویس فاز متراکم، روتور انتهای بسته الزامی است. دیسک های بسته مانع از دور زدن هوای پرفشار از روتور و خروج مجدد به داخل قیف می شوند. روتور باید به صورت دینامیکی با ISO 1940 G2.5 متعادل شود تا لرزش در سرعت کار به حداقل برسد. فاصله نوک باید روی 0.15 تا 0.20 میلی متر برای پودرهای ساینده و 0.08 تا 0.12 میلی متر برای پودرهای غیر ساینده ریز تنظیم شود. روتورهای نوک قابل تنظیم امکان بازیابی فاصله را بدون حذف روتور فراهم می کند.
مرحله 3 مواد مقاوم در برابر سایش را مشخص کنید
برای شیر دوار، نوک روتور کاربید تنگستن را با چسب کبالت یا نیکل مشخص کنید. سوراخ محفظه باید با یک آستین سخت قابل تعویض، از فولاد مقاوم در برابر سایش یا سرامیک نصب شود. برای شیر دیورتر، دوشاخه ای با گذرگاه داخلی با روکش کروم سخت یا پوشش کاشی سرامیکی آلومینا مشخص کنید. بدنه شیر باید از فولاد ریخته گری با حداقل ضخامت دیواره 25 میلی متر باشد تا در برابر فشار و ضربه مقاومت کند.
مرحله 4 محرک شیر انحرافی را انتخاب کنید
دیورترهای فاز متراکم به یک محرک دوار قوی با بازخورد موقعیت و یک بازخورد دستی قابل جدا شدن نیاز دارند. محرک باید گشتاور کافی برای چرخش دوشاخه در برابر بار فشار و اصطکاک مهر و موم فلز به فلز ایجاد کند. یک محرک با حداقل 50 درصد حاشیه گشتاور بیش از گشتاور عملیاتی محاسبه شده را مشخص کنید. برای مناطق خطرناک، محرک باید دارای گواهینامه ATEX برای منطقه مناسب باشد.
مرحله 5 کنترل ها و اینترلاک ها را ادغام کنید
شیر دیورتر باید با کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی که توالی انتقال را کنترل می کند، قفل شود. موقعیت سوپاپ باید قبل از شروع هر چرخه دمنده تأیید شود. اگر شیر در مدت زمان مشخص شده به موقعیت فرمان نرسد، سیستم باید چرخه و زنگ هشدار را متوقف کند. شیر دوار باید مجهز به سنسور سرعت و رله اضافه بار باشد. از دست دادن سرعت یا جریان بیش از حد باید باعث خاموش شدن فوری سیستم برای جلوگیری از انسداد خط لوله شود.
مثال کاربردی
یک کارخانه سیمان در ترکیه یک سیستم انتقال فاز متراکم را با فشار حداکثر 6 بار برای انتقال خاکستر بادی از قیف های رسوب دهنده به سیلو مرکزی در فاصله 400 متری کار می کرد. شیرهای دوار اصلی دارای محفظه های چدنی و سرهای سخت کروم اندود شده بودند. پس از شش ماه، نوک ها از بین رفتند و محفظه ها دچار نشتی سوراخ سوزنی از فرسایش داخلی شدند. دریچه دیورتر در ورودی سیلو دچار سایش شدید در ناحیه ضربه شد و باعث نشتی به سیلو اشتباه شد. دوبریتز دریچه های دوار را با واحدهای سنگین با محفظه های فولادی ریخته گری، نوک کاربید تنگستن و سوراخ های سرامیکی جایگزین کرد. شیر انحراف به یک طرح دوار پلاگین با پوشش کاشی آلومینا و گذرگاه پلاگین سخت شده ارتقا یافت. پس از 18 ماه کارکرد، نوک شیر دوار کمتر از 0.5 میلی متر سایش را نشان داد و شیر دیورتر فرسایش قابل اندازه گیری را نشان نداد. این نیروگاه توقف های برنامه ریزی نشده را حذف کرد و هزینه های تعمیر و نگهداری را تا 72 درصد کاهش داد.
سوالات متداول
آیا می توان از یک شیر دوار استاندارد برای انتقال فاز متراکم استفاده کرد
خیر. شیرهای دوار استاندارد معمولاً برای فشار دیفرانسیل 1 بار درجه بندی می شوند. سیستم های فاز متراکم در 2 تا 10 بار کار می کنند. یک شیر دوار فشار قوی با دیواره ضخیم و نوک کاربید تنگستن مورد نیاز است.
سایش شیر دیورتر در مقایسه با سایش شیر دوار در فاز متراکم چگونه است
دریچه های دوار در نوک ها و سوراخ ها سایش مداوم را تجربه می کنند. دریچه های انحرافی در نواحی ضربه ای داخل گذرگاه دوشاخه سایش موضعی را تجربه می کنند. هر دو به مواد مقاوم در برابر سایش نیاز دارند، اما الگوهای سایش و نقاط بازرسی متفاوت است.
کدام نوع محرک برای شیرهای انحرافی فاز متراکم بهترین است
محرک پنوماتیک رک و پینیون با بازخورد موقعیت رایج ترین انتخاب است. برای دریچههای بزرگتر یا فشارهای بالاتر، یک محرک یوک اسکاچ گشتاور بالاتری را در پایان ضربه ایجاد میکند. محرک های الکتریکی زمانی استفاده می شوند که هوای کارخانه در دسترس نباشد.
آیا یک شیر دیورتر می تواند چندین مقصد را در سرویس فاز متراکم اداره کند
بله. شیرهای دیورتر چند پورت با سه یا چهار خروجی برای سرویس فاز متراکم در دسترس هستند. با این حال، هر پورت اضافی پیچیدگی و سایش سطوح را افزایش می دهد. برای بیش از دو مقصد، چندین انحراف دو طرفه که به صورت سری چیده شده اند، اغلب قابل اعتمادتر هستند.
آیا دوبریتز دریچه های دیورتر را برای انتقال فاز متراکم تولید می کند؟
بله. دوبریتز هم فیدرهای چرخشی پودری قفل هوا و هم دریچه های دیورتر فشار بالا را برای انتقال پنوماتیک فاز متراکم تولید می کند. دیورترهای ما با روکش سرامیکی، روکش کروم سخت و گواهینامه ATEX برای فضاهای گرد و غبار انفجاری در دسترس هستند.
نتیجه گیری
در انتقال پنوماتیک فاز متراکم، شیر دوار و شیر دیورتر نقش های مکمل اما به همان اندازه حیاتی را ایفا می کنند. شیر دوار باید در حین وارد کردن مواد به خط، در برابر فشار بالا و سایش مداوم مقاومت کند. شیر انحرافی باید تحت فشار بدون نشتی یا فرسایش به طور قابل اعتماد سوئیچ شود. هر دو دستگاه به ساخت و ساز سنگین، مواد مقاوم در برابر سایش و ادغام کنترل دقیق نیاز دارند. برش دادن هر یک از قطعات باعث شکست فاجعه بار و خرابی پرهزینه می شود. با تعیین شیرهای چرخشی فشار بالا و شیرهای انحرافی که به درستی مهندسی شده اند، نیروگاه ها به انتقال فاز متراکم قابل اعتماد با حداقل تعمیر و نگهداری و حداکثر دسترسی به سیستم دست می یابند.
سیستم فاز متراکم خود را با قطعات ساخته شده برای خدمات فوق العاده مجهز کنید. امروز با شرکت Doebritz Shanghai Co., Ltd تماس بگیرید تا در مورد فشار انتقال و مشخصات مواد خود صحبت کنید، یک برگه مشخصات قطعه درخواست کنید، یا یک پیشنهاد قیمت برای یک فیدر فشار قوی قفل هوا و بسته شیر انحرافی که برای کاربرد فاز متراکم شما مهندسی شده است، دریافت کنید.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!