Potravinársky závod strácal takmer 4 percentá z každej šarže vo forme prachu a rozbitých granúl počas presunu z miešačky do baliacej linky. Problém nebol v kroku miešania; bola to dopravná linka zriedenej fázy, ktorá bežala rýchlosťou 22 m/s, pričom každá častica mohla naraziť na stenu potrubia a každý ohyb. Po prechode na hustú fázovú pneumatickú dopravu strata produktu klesla pod 0,5 percenta a životnosť potrubia sa predĺžila z približne jedného roka na viac ako štyri. Tento výsledok je typický pre materiály, ktoré sú abrazívne, drobivé alebo náchylné na segregáciu: hustá fáza pohybuje rovnakými sypkými látkami zlomkom rýchlosti, takže častice kĺžu cez linku v nahustených črepoch namiesto toho, aby sa vysokou rýchlosťou zrazili s armatúrami.
Čo je to hustá fázová pneumatická doprava?
Pneumatická doprava s hustou fázou je nízkorýchlostný vysokotlakový spôsob pohybu sypkých práškov a granúl. Materiál nie je suspendovaný v prúde vzduchu. Namiesto toho kompresor alebo dúchadlo dodáva vzduch s tlakom približne 2 až 8 barov (30 až 100 PSIG), čím tlačí naplnený stĺpec produktu cez potrubie. Materiál sa pohybuje ako duny pozdĺž spodnej časti potrubia alebo ako slimáky s plným otvorom oddelené vzduchovými vreckami.
Hustota dopravy v linke je zvyčajne okolo 50 percent objemovej hmotnosti materiálu v pokoji, a preto sa táto metóda nazýva "hustá". Rýchlosti produktu zvyčajne zostávajú medzi 1 a 8 m/s, v porovnaní s 15 až 35 m/s pri doprave zriedenej fázy. Táto kombinácia vysokého tlaku a nízkej rýchlosti chráni produkt aj potrubie.
Hustá fáza vs. zriedená fáza: Čo sa v skutočnosti mení
Najjednoduchší spôsob porovnania týchto dvoch metód je podľa toho, ako sa produkt pohybuje. V zriedenej fáze je materiál úplne suspendovaný a sleduje prúd vzduchu, takže jednotlivé častice sa rýchlo pohybujú a narážajú do steny potrubia. V hustej fáze sa materiál posúva dopredu ako pomaly sa pohybujúce zátky a väčšina energie vzduchu sa premení na tlak a nie na rýchlosť.
| Parameter | Zriedená fáza | Hustá fáza |
|---|---|---|
| Rýchlosť produktu | 15-35 m/s | 1-8 m/s |
| Tlak vzduchu | 0,2-1 bar | 2-8 bar |
| Pomer produktu a vzduchu | Nízka | Vysoká |
| Opotrebenie komponentov | Vysoká | Nízka |
| Degradácia produktu | Vysoká | Nízka |
| Náklady na kompresiu vzduchu | Nízkaer | Vysokáer |
| Typická dopravná vzdialenosť | Krátke až stredné | Stredné až dlhé |
Vyššie náklady na kompresiu vzduchu sú hlavným dôvodom, prečo nie je hustá fáza inštalovaná všade. Úspory pochádzajú zo zníženého opotrebovania, menšieho poškodenia produktu a nižšej údržby ohybov, prepínačov a rotačných ventilov.
Ako funguje hustý fázový systém
Systém s hustou fázou má tri základné prvky: tlakovú nádobu alebo vyfukovaciu nádrž, ktorá dodáva materiál do potrubia, prívod stlačeného vzduchu a miesta vstrekovania vzduchu pozdĺž potrubia. Prevádzkový cyklus je jednoduchý:
- Fúkacia nádrž sa plní pri odvetrávaní do atmosféry.
- Vstupný ventil sa uzavrie a stlačený vzduch natlakuje nádobu.
- Keď tlak v nádobe prekoná odpor potrubia, materiál je vytlačený z nádrže do potrubia.
- Body vstrekovania vzduchu pozdĺž potrubia uvoľňujú vzduch v intervaloch, čím udržiavajú stĺpec materiálu v pohybe ako zátky a bránia tomu, aby sa zhutnil.
Jeden bod, ktorý stále spôsobuje zmätok, je rozdiel medzi fúkacou nádržou a prevádzkou skutočnej hustej fázy. Samotné použitie vyfukovacej nádrže nezaručuje hustú fázu. Ak je rýchlosť vzduchu dostatočne vysoká na suspendovanie materiálu, systém pracuje v zriedenej fáze, aj keď je napájaný z tlakovej nádoby. Rozhodujúcim faktorom je rýchlosť, nie typ podávača.
Ktoré materiály majú najväčší úžitok
Hustá fáza nie je správnou voľbou pre každý produkt. Svoje prevádzkové náklady zarába na materiáloch, ktoré by sa inak poškodili alebo by poškodili linku. Obzvlášť vhodné sú štyri kategórie:
- Abrazívne výrobky ako je oxid hlinitý, kremičitý piesok a mnohé iné chemické medziprodukty . Nízka rýchlosť znamená menšiu eróziu rúr, najmä v ohyboch.
- Drobivé a krehké výrobky vrátane farmaceutické granule instantná káva a obaľované častice. Jemné tlačenie zachováva veľkosť častíc a znižuje prašnosť.
- Zmiešané dávky ktoré majú tendenciu segregovať, keď cez ne prúdi vzduch. Hustá fáza minimalizuje klasifikáciu častíc typickú pre vysokorýchlostné prúdy.
- Mäkké a stlačiteľné materiály ako je mnoho potravinových práškov a polymérnych granúl, ktoré sa pri náraze v zriedenej fáze deformujú alebo rozmazávajú.
Jemné, vysoko súdržné prášky sú hlavnou výnimkou. Môžu vytvárať stabilné oblúky namiesto čistých slimákov. Z tohto dôvodu nie je skúšobná preprava so skutočným produktom voliteľná; je to jediný spoľahlivý spôsob, ako potvrdiť, že hustá fáza bude fungovať, a správne dimenzovať vlasec.
Prispôsobenie dopravného prístupu vašej linke
Predtým, ako sa zaviažu k systému plnej hustoty, mali by inžinieri závodu zvážiť prenosovú vzdialenosť a správanie produktu v porovnaní s jednoduchšími zariadeniami. Pre krátke prepravné vzdialenosti ponúka vákuový dopravník lacnú pneumatickú alternatívu a je široko používaný na presun práškov z vriec, zásobníkov alebo malých technologických zariadení bez úniku prachu.
Vákuová doprava je zvyčajne obmedzená na vzdialenosti do 30 metrov, ale v rámci tohto rozsahu sa vyhýba investičným nákladom na tlakovú nádobu a kompresorovú stanicu a medzi výmenami produktov sa ľahko čistí.
Po mechanickej stránke poskytuje závitovkový dopravník spoľahlivý, uzavretý spôsob privádzania materiálu kontrolovanou rýchlosťou do mixéra, granulátora alebo baliaceho stroja. Závitovkové dopravníky sa často používajú na krátke horizontálne alebo šikmé presuny, kde je produkt voľne tečúci a rozloženie je pevné.
Skrutkový dopravník LS na granule potravín na prepravu materiálu na krátke vzdialenosti Tento závitovkový dopravník z nehrdzavejúcej ocele je vhodný na riadené podávanie voľne tečúcich suchých práškov a granúl po krátkych horizontálnych alebo naklonených trasách, čím dopĺňa systémy s dlhšími hustými fázami v potravinárskych, chemických a farmaceutických závodoch. Zobraziť produkt → Pre dlhé série, vysokú priepustnosť alebo produkty, ktoré neznesú mechanickú manipuláciu, zostáva preferovanou voľbou hustá fáza. Mnoho potravinárskych, chemických a farmaceutických závodov prevádzkuje kombináciu: vákuová alebo závitovková doprava pre krátke segmenty, hustá fáza pre hlavnú linku medzi budovami alebo silami.
Kľúčové úvahy pred kúpou
Keď špecifikujete systém s hustou fázou, diskusia s dodávateľom by mala vyriešiť aspoň štyri body predtým, ako bude uvedené akékoľvek zariadenie.
- Prívod vzduchu. Hustá fáza potrebuje zdroj vzduchu s vyšším tlakom ako zriedená fáza. Rozhodnite sa, či spustíte vyhradený kompresor alebo napojíte vzduch z rastliny. Vyhradené napájanie je zvyčajne spoľahlivejšie, pretože tlak vzduchu v závode kolíše, keď sa iné zariadenie spúšťa a zastavuje.
- Rozloženie riadkov. Každý ohyb pridáva odpor a poskytuje slimákom miesto na zastavenie. Udržujte ohyby na minime, používajte kolená s dlhým polomerom a pre abrazívne produkty nainštalujte vymeniteľné otery alebo ohyby s keramickým obložením.
- Testovanie materiálu. Nikdy neurčujte hustú fázovú čiaru len na základe objemovej hmotnosti. Distribúcia veľkosti častíc, obsah vlhkosti, súdržnosť a drobivosť ovplyvňujú tvorbu zátky. Kontrolovaná skúška na skutočnom produkte je jediný spoľahlivý spôsob, ako nastaviť priemer potrubia, prietok vzduchu a tlak.
- Kvalita komponentov. Vypúšťací ventil vyfukovacej nádrže, armatúry na vstrekovanie vzduchu a ohyby potrubia zlyhajú najskôr v abrazívnej prevádzke. Uveďte komponenty dimenzované na prevádzkový tlak a navrhnuté na rýchlu výmenu.
Prevádzkové náklady by sa mali tiež poctivo zhodnotiť. Systémy s hustou fázou zvyčajne vyžadujú väčšie kompresory a viac energie na prepravenú tonu ako zriedená fáza. Návratnosť pochádza z menšej straty produktu, nižšej údržby a menšieho počtu blokád linky. Závody, ktoré používajú abrazívne alebo krehké produkty, zvyčajne obnovia rozdiel počas prvého úplného výrobného cyklu.
Rozhodujúca otázka je jednoduchá: čo robí váš produkt, keď sa pohybuje rýchlosťou 25 m/s? Ak je odpoveďou rozbitie, prach, segregácia alebo rýchle opotrebovanie potrubia, hustá fázová pneumatická doprava stojí za vyššiu investíciu do kompresora. Ak je výrobok robustný, voľne tečúci a vzdialenosť je krátka, postačí jednoduchší vákuový alebo skrutkový systém. V každom prípade by rýchlosti, tlaky a správanie materiálu namerané počas skúšky s vaším vlastným produktom mali riadiť konečnú špecifikáciu.
