Streszczenie
Kiedy system transportu proszków musi dostarczać materiał do wielu miejsc docelowych, inżynierowie muszą wybrać pomiędzy użyciem:
zawór obrotowydla każdego punktu tłoczenia lub pojedynczy zawór przełączający w celu kierowania przepływu. Te dwa urządzenia służą zasadniczo różnym celom. Zawór obrotowy proszku kontroluje prędkość podawania i utrzymuje izolację ciśnieniową, podczas gdy zawór przełączający przekierowuje materiał z jednej linii transportowej na drugą. Zrozumienie, kiedy stosować każdą technologię, a kiedy je łączyć, jest niezbędne do projektowania wydajnych wielopunktowych systemów dystrybucji proszku.
Co to jest zawór obrotowy i zawór przełączający
Obrotowy zawór proszkowy to urządzenie obrotowe z wielołopatkowym wirnikiem, które przesuwa materiał od wlotu do wylotu. Zapewnia ciągły pomiar objętości i działa jak śluza powietrzna, aby zminimalizować wyciek powietrza pomiędzy strefami o różnym ciśnieniu. Prędkość rotora określa prędkość podawania. Jest to urządzenie regulujące przepływ ze stałą ścieżką wlotową i wylotową.
Zawór przełączający to urządzenie przełączające używane do przekierowania przepływu proszku z pojedynczego wlotu do jednego z dwóch lub więcej wylotów. Najpopularniejsze konstrukcje obejmują obrotową rynnę, która obraca się pomiędzy dyszami wyrzutowymi, przesuwne ostrze blokujące jeden wylot podczas otwierania drugiego oraz obrotowy korek, który wyrównuje wewnętrzne kanały z wybranym wylotem. Zawory przełączające są stosowane zarówno w zastosowaniach związanych ze spadkiem grawitacyjnym, jak i transportem pneumatycznym. Nie dozują proszku. Po prostu kierują strumień wpływający do wlotu do wybranego miejsca przeznaczenia.
Fizycznie zawór przełączający powoduje mechaniczną zmianę ścieżki. Wewnętrzny mechanizm porusza się, blokując jedno wyjście i otwierając drugie. W transporcie pneumatycznym zawory przełączające muszą utrzymywać integralność ciśnienia na zamkniętym wylocie, aby zapobiec przedostawaniu się powietrza i proszku do nieużywanej linii. Wymaga to szczelnej powierzchni uszczelniającej na ostrzu przełączającym lub korku, często z przedmuchem powietrza lub nadmuchiwanymi uszczelkami do pracy pod wysokim ciśnieniem.
Dlaczego rozróżnienie ma znaczenie w rozprowadzaniu proszku
Pomieszanie funkcji zaworów obrotowych i przełączających prowadzi do nieefektywnych projektów systemów, które marnują energię, powodują problemy konserwacyjne i nie spełniają wymagań procesu.
Pomiar a routing
Najczęstszym błędem projektowym jest oczekiwanie, że zawór przełączający będzie sterował szybkością podawania. Zawór przełączający nie ma możliwości regulowania ilości proszku, który przez niego przepływa. Jeśli zasilanie na wejściu jest różne, przepływ do miejsca docelowego zmienia się proporcjonalnie. Z kolei obrotowy podajnik śluzy powietrznej zapewnia stały przepływ masowy niezależnie od niewielkich wahań poziomu w zbiorniku lub ciśnienia przed zbiornikiem. Jeżeli proces wymaga dostarczenia określonych kilogramów na godzinę do każdego miejsca docelowego, w punkcie rozładunku obowiązkowy jest zawór obrotowy.
Izolacja ciśnieniowa i śluza powietrzna
W transporcie pneumatycznym ciśnienie w punkcie zmiany kierunku może być znaczące. Zawór przełączający musi uszczelnić przed tym ciśnieniem, aby zapobiec przedostawaniu się materiału do niewłaściwej linii. Standardowe odwracacze grawitacyjne nie są w stanie wytrzymać ciśnienia transportu i powodują wyciek proszku przez zamknięty wylot. Tylko specjalnie zaprojektowane ciśnieniowe zawory przełączające z solidnymi uszczelkami mogą sprostać temu zadaniu. Zawór obrotowy z natury zapewnia izolację ciśnieniową i można go umieścić przed lub za przełącznikiem, aby kontrolować strefy ciśnienia.
Zużycie i ścieranie w punkcie przełączania
Wewnętrzny mechanizm zaworu przełączającego znajduje się bezpośrednio na ścieżce przepływu. Proszki ścierne, takie jak popiół lotny, cement lub granulki z tworzywa sztucznego, powodują erozję obrotowej rynny lub przesuwnego ostrza. Z czasem uszczelka ulega zniszczeniu i zawór przecieka. Zawory obrotowe skupiają zużycie na końcówkach wirnika, które są zaprojektowane tak, aby były wymienne. W układzie kombinowanym przełącznik obsługuje prowadzenie, podczas gdy zawór obrotowy pochłania dozowanie i zużycie, wydłużając żywotność obu komponentów.
Elastyczność i możliwości rozbudowy systemu
Pojedynczy zawór obrotowy może zasilać tylko jedno miejsce docelowe. Aby obsłużyć wiele zbiorników, zakład potrzebowałby wielu zaworów obrotowych, każdy z własnym napędem i śluzą powietrzną. Jest to kosztowne i wymaga znacznej przestrzeni nad głową. Pojedynczy zawór przełączający może kierować materiał z jednego źródła do wielu miejsc docelowych. Łącząc jeden zawór obrotowy z jednym przełącznikiem, instalacja osiąga zarówno dokładne dozowanie, jak i elastyczne prowadzenie za ułamek kosztów wielu zaworów obrotowych.
Możliwość czyszczenia i zanieczyszczenia krzyżowe
W zakładach spożywczych i farmaceutycznych zmiana pojemnika docelowego często wymaga czyszczenia systemu dystrybucji, aby zapobiec zanieczyszczeniu krzyżowemu. Zawory przełączające z pozbawionym szczelin wnętrzem i polerowanymi powierzchniami umożliwiają szybkie czyszczenie pomiędzy partiami. Zawory obrotowe wymagają szerszego demontażu w celu pełnego oczyszczenia. Zaprojektowanie systemu tak, aby rozdzielacz był ostatnim punktem styku przed pojemnikiem docelowym, minimalizuje obszar, który należy wyczyścić podczas zmiany produktów.
Jak połączyć zawory obrotowe i przełączniki w celu optymalnego poprowadzenia
Najbardziej efektywne wielopunktowe systemy dystrybucji proszku wykorzystują obie technologie w układzie komplementarnym. Poniższe konfiguracje ilustrują projekty najlepszych praktyk.
Konfiguracja 1 Zawór obrotowy przed przełącznikiem
W tym układzie obrotowy zawór proszkowy jest zainstalowany na wylocie leja samowyładowczego, a za nim znajduje się grawitacyjny lub niskociśnieniowy zawór przełączający, który kieruje odmierzony przepływ do wielu zbiorników. Działa to dobrze w przypadku sypkich proszków rozładowywanych grawitacyjnie do beczek, worków zbiorczych lub silosów magazynowych. Zawór obrotowy zapewnia stałą prędkość podawania, a przełącznik zapewnia elastyczność prowadzenia. Ponieważ przełącznik pracuje pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego, wystarczające są standardowe konstrukcje grawitacyjne z miękkimi uszczelkami. Jest to najprostsza i najbardziej opłacalna konfiguracja wielopunktowej dystrybucji wsadowej.
Konfiguracja 2 Przełącznik przed zaworem obrotowym
W tym przypadku zawór przełączający wybiera, który zbiornik lub zbiornik zasila system, a pojedynczy zawór obrotowy pod przełącznikiem dozuje wybrany materiał do pneumatycznej linii transportowej. Jest to powszechne w zakładach, które przetwarzają wiele składników przechowywanych w oddzielnych silosach, ale mają wspólny system przenoszenia. Jeśli system działa w warunkach podciśnienia lub nadciśnienia, przełącznik musi być urządzeniem ciśnieniowym. Zawór obrotowy znajdujący się za zaworem zapewnia śluzę powietrzną i dozowanie do linii transportowej. Taka konfiguracja minimalizuje liczbę wymaganych zaworów obrotowych, redukując koszty inwestycyjne i konserwację.
Konfiguracja 3 wiele przełączników z pojedynczym zaworem obrotowym
W przypadku złożonych sieci dystrybucyjnych wiele zaworów przełączających można ustawić szeregowo lub równolegle za pojedynczym obrotowym podajnikiem śluzy powietrznej. Zawór obrotowy mierzy całkowity przepływ w systemie, a kolejne rozdzielacze kierują porcje tego przepływu do poszczególnych miejsc docelowych. Jest to wykorzystywane w operacjach mieszania na dużą skalę, gdzie proszek bazowy jest kierowany do różnych linii mieszania. Każdy rozdzielacz musi być powiązany z systemem kontroli procesu, aby mieć pewność, że materiał trafi na właściwą linię we właściwym czasie.
Konfiguracja 4 Przełącznik ciśnieniowy w transporcie w fazie gęstej
Przenoszenie pneumatyczne w fazie gęstej działa pod wysokim ciśnieniem, często od 4 do 10 barów. Prowadzenie przepływu w fazie gęstej wymaga wytrzymałego zaworu przełączającego z obrotowym grzybem i hartowanymi powierzchniami wewnętrznymi. Zawór obrotowy zasilający system musi być śluzą powietrzną wysokociśnieniową dostosowaną do ciśnienia tłoczenia. W tym zastosowaniu przełącznik jest umieszczany w linii transportowej za zaworem obrotowym. Zawór obrotowy utrzymuje uszczelnienie ciśnieniowe w zbiorniku, natomiast przełącznik przełącza przepływ wysokiego ciśnienia pomiędzy odbiornikami docelowymi. Obydwa zawory muszą być przystosowane do pełnego ciśnienia w układzie.
Konfiguracja 5 Przełącznik sanitarny z funkcją czyszczenia na miejscu
Zakłady spożywcze i farmaceutyczne często używają sanitarnych zaworów przełączających z polerowanymi elementami wewnętrznymi i możliwością czyszczenia na miejscu. Ta kombinacja, umieszczona za sanitarnym zaworem obrotowym, umożliwia pełne czyszczenie systemu bez demontażu. Korek lub ostrze rozdzielacza zaprojektowano tak, aby całkowicie opróżniał wodę, nie pozostawiając żadnych kieszeni na produkt. Po zakończeniu cyklu produkcyjnego system jest przepłukiwany roztworem czyszczącym, odkażany i płukany przed przejściem na kolejny produkt. Skraca to czas przezbrojenia z godzin do minut.
Przykład zastosowania
Mieszalnia przypraw w Indiach musiała rozprowadzić siedem różnych składników w proszku z indywidualnych silosów magazynowych do czterech linii mieszania. Początkowo zainstalowano oddzielny zawór obrotowy dla każdego silosu i każdego mieszalnika, co wymagało 28 zaworów obrotowych. Koszt był zaporowy, a obciążenie konserwacyjne ogromne. Doebritz przeprojektował system, wykorzystując siedem obrotowych zaworów wylotowych z silosu, z których każdy zasila sieć trzech ciśnieniowych zaworów przełączających, rozmieszczonych tak, aby kierować dowolny składnik do dowolnego mieszalnika. Całkowita liczba zaworów obrotowych spadła do siedmiu, a ich trasowaniem zajmują się rozdzielacze. Koszt kapitału spadł o 65 procent. Przełączanie między recepturami zostało w pełni zautomatyzowane, a czas weryfikacji czyszczenia został skrócony o połowę, ponieważ przełączniki zostały zaprojektowane z polerowanymi elementami wewnętrznymi bez szczelin.
Często zadawane pytania
Czy zawór przełączający może całkowicie zastąpić zawór obrotowy?
Nie. Zawór przełączający kieruje jedynie przepływ. Nie może dozować proszku ani utrzymywać śluzy powietrznej. Próba użycia przełącznika jako podajnika skutkuje niekontrolowanym, zmiennym natężeniem przepływu.
Jaki typ zaworu przełączającego jest najlepszy dla proszków ściernych
Obrotowy przełącznik grzybka z hartowanymi powierzchniami jest najbardziej wytrzymały na ścieranie. Grzyb obraca się poza ścieżką przepływu, gdy nie jest przełączany, minimalizując zużycie. Konstrukcje ostrzy przesuwnych zużywają się szybciej, ponieważ ostrze stale styka się z przepływającym proszkiem.
Ile wylotów może mieć zawór przełączający
Standardowe przełączniki przełączają pomiędzy dwoma gniazdami. Dostępne są wieloportowe przełączniki z trzema do sześcioma gniazdami, ale stają się one skomplikowane i drogie. W przypadku więcej niż trzech miejsc docelowych wiele dwukierunkowych rozłączników ustawionych szeregowo jest zwykle bardziej niezawodnych.
Czy zawór przełączający musi posiadać certyfikat ATEX?
Jeżeli przełącznik pracuje w atmosferze zawierającej palny pył, musi posiadać certyfikat ATEX. Mechanizm wewnętrzny nie może tworzyć źródeł zapłonu, a korpus zaworu musi wytrzymywać maksymalne ciśnienie wybuchu lub być wyposażony w odpowietrzenie.
Czy Doebritz dostarcza zawory przełączające oraz zawory obrotowe
Tak. Doebritz produkuje zarówno obrotowe śluzy powietrzne proszkowe, jak i pełną gamę zaworów przełączających do zastosowań w transporcie grawitacyjnym i pneumatycznym. Projektujemy zintegrowane systemy, które łączą obie technologie w celu uzyskania optymalnej wydajności.
Wniosek
Zawory obrotowei zawory przełączające pełnią odrębne, ale uzupełniające się role w rozprowadzaniu proszku. Zawór obrotowy zapewnia dokładność dozowania i izolację ciśnienia, której nie są w stanie zapewnić przełączniki. Zawór przełączający zapewnia elastyczność prowadzenia, która w innym przypadku wymagałaby niepraktycznej liczby zaworów obrotowych. Łącząc te technologie w strategiczny sposób, zakłady osiągają precyzyjną dystrybucję wielopunktową przy minimalnych nakładach kapitałowych i uproszczonej konserwacji. Zrozumienie, kiedy i jak zintegrować oba urządzenia, jest cechą charakterystyczną wydajnego systemu transportu materiałów sypkich.
Zaprojektuj bez obaw swój kolejny system dystrybucji proszku. Skontaktuj się z firmą Doebritz Shanghai Co., Ltd. już dziś, aby omówić wymagania dotyczące trasy, poprosić o rysunek konfiguracji systemu lub uzyskać wycenę zestawu obrotowego podajnika śluzy powietrznej i zaworu przełączającego zaprojektowanych dla konkretnego zastosowania.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!