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氣力輸送系統設計的10個注意事項

氣力輸送系統設計的10個注意事項

氣力輸送系統設計的10個注意事項
食品加工商是生產食品的專家,化學品制造商是開發化學品的專家,制藥公司是制藥專家,氣動輸送制造商是移動散裝固體的專家。正如在購買汽車時不需要成為專家一樣,氣動輸送機的用戶也不必成為真空輸送專家來將它們結合到他們的加工線中。盡管對氣動輸送系統的工作原理有廣泛的了解是一個好主意,但沒有氣動輸送機制造商會問客戶他們需要密相還是稀相系統。然而,傳送帶制造商會詢問一系列其他問題,包括過程中使用的材料,

材料體積密度材料
的體積密度是設計各種系統組件(如真空吸收器和空氣源)尺寸的首要指標之一。堆密度有助于確定需要多少立方英尺每分鐘(CFM)的空氣來移動物料通過輸送線。一般而言,體積密度低于55磅/立方英尺但高于25磅/立方英尺的材料相當容易輸送,而較重的材料需要更多的功率和更大的真空接收器。低堆積密度的精細粉末,如氣相法二氧化硅,會帶來一系列挑戰,并且可能需要比中密度粉末更多的過濾和更大的真空接收器。

輸送距離
體積密度雖然是決定系統大小的最重要因素之一,但不是用于確定組件的唯一標準。確定和確定輸送散裝固體所需的系統類型的另一個重要因素是材料行進的距離。在氣力輸送中,系統中放置的管道越多,或者輸送距離越遠,真空泵就越大,因為需要更多氣流來將空氣拉過(或推入)管道。

在稀相系統(材料夾帶在氣流中),當粉末必須行進超過300英尺時,系統將使用正壓力推動管中的材料,而不是使用真空作為更經濟的解決方案

氣力輸送的優點之一是,垂直移動產品的計算方式與水平移動產品相同,即線性英尺。然而,系統中的每次90度掃描等于20英尺; 因此如果您要水平移動110英尺的物料和垂直移動110英尺,并進行四次90度掃描,則輸送距離為300英尺

輸送率和批量輸送
除了確定輸送系統的尺寸和類型的堆積密度和距離外,材料在系統中移動的速度是設計系統時考慮的重要因素,以及過程是連續還是批量操作。

雖然大多數氣動輸送機的運作是通過輸送和卸料循環來實現的,但是配料作業的工作方式不同,并且會對系統的大小產生相當大的影響。一個例子就是當一個處理器想要每小時移動5000磅粉末進入一個混頻器,但需要在15分鐘內將該批量移入混音器。雖然5000磅每小時只循環一次,因為在這15分鐘內傳輸速率較高,但實際上它以20,000磅/小時運行,因此需要更強大的真空源。

稀相氣力輸送系統可以通過真空傳送高達25,000磅/小時。對于更高的速率,正壓源取代了真空泵。

材料特性
除了材料的體積密度之外,在設計真空傳輸系統時,了解特定物質在特定條件下的表現特性是至關重要的。大多數情況下,客戶知道他們的特殊材料是自由流動,緩慢流動還是非自由流動,這是重要的數據傳遞給輸送機制造商。在同一產品組中有幾個產品等級并不罕見,每個產品等級都不同于其他產品等級。一個等級的氧化鋅可能具有滑石的稠度,而另一個等級可能更粘合且粘附到輸送管的內表面。事實上,一些材料的行為可能會受到環境因素的影響,從一天到下一天都會有所不同。

據美國國家消防協會(NFPA)稱,處理可燃性粉塵的首選技術是真空輸送。如果在真空輸送系統中發生泄漏,泄漏將向內并防止工廠環境中的塵埃云。壓力輸送系統中的泄漏將很快導致工廠中的塵埃云,這是可燃粉塵爆炸的主要因素。

為了保護易碎或易碎的材料免受降解,可以采用密相輸送(整個生產線中的材料)作為材料轉移的方法。在處理器需要最小化混合材料分離的可能性的情況下,密相輸送也是有用的。

平均而言,非自由流動的粉末需要對設備進行大部分修改。用于處理非自由流動粉末的方法有很多,可以消除外部流動促進的需要,例如專門的表面處理,超大尺寸的接收器排放口,70度排放錐和專有設計的無錐形(直壁)真空接收器。

處理非自由流動粉末的設備改造的一個例子是特定產品線的需求增加。

該公司利用各種工藝技術來生產,配制和包裝除草劑,殺真菌劑和殺蟲劑,并試圖通過內部的多種方法來消除工作人員手動傾倒20-40桶粉末化學品的需求,稱重從一個凸起的平臺上每個重225磅。

當這些方法(包括利用斗式提升機)都沒有產生預期的結果時,該公司決定購買一臺氣動輸送機,將數百磅材料在30分鐘內上升到一個容積式進料器。

在測試實驗室中,類木質材料被證明是半自由流動的,導致物料接收器中的橋接和鼠洞。為了消除這個問題,一個帶有全開式排氣閥的專有直壁真空接收器取代了標準接收器,確??焖偬畛湎旅娴酿伨€。

另外,真空接收器配備了帶褶皺過濾介質的專用多過濾器,有助于系統的最大過濾。

該系統消除了人體工程學問題,使其成為單人工作,并最大限度地減少了環境粉塵。

物料容器和拾取點
一旦物料進入輸送線 – 無論是否自由流動 – 它通常沒有問題地傳送,但有時將物料送入輸送線可能會產生問題。因此,輸送機制造商需要知道什么類型的容器容納該材料,因為它決定了拾取點(產品進入輸送系統)是鞭子,裝袋站,散裝袋卸載機,塢站還是揀選機up適配器。

拾取點可能是氣動輸送系統中最為定制的部件,因為它對于將物料輸送到輸送系統中至關重要。

一個拾取點需要定制的例子是位于加利福尼亞州紅木城的泰科熱控制廠,該廠使用大型雙螺桿復合擠出機生產加熱器電纜。

該制造過程中的一個組成部分是將聚合物和其他粉末從供應的容器輸送到配混擠出機中。由于異乎尋常的粉末非常致密,粘稠的特性,看似簡單的材料轉移過程呈現出自己的一系列挑戰。

這里的問題并不是傳送粘性物質,而是讓它自動進入傳送管。經過幾次失敗的試驗以將物料送入輸送線,解決方案是將以前處理粉狀酸奶油的應用的各個方面結合起來。盡管材料的構成完全不同,但其特征相似,并且知識導致了解決方案。

定制設計的袋式卸料站基本上是振動倉,將袋式卸料站和散裝袋卸料機的設計合并為一個單元,使物料流入拾取點。該設計還為電纜制造商提供了使用同一件設備卸下超級麻袋或50磅袋的選項。

工藝設備
上游設備會影響下游設備,氣動輸送機制造商越了解流程,就能更好地提供滿足客戶需求的系統。輸送機的設計可根據進料過程設備的類型而改變,例如重量損失喂料器,體積進料器,混合器,擠出機,包裝和其他設備。例如,重量損失(LIW)喂料器需要快速補充。了解設備正在裝入LIW喂料器會影響系統的設計。目標是開發面部護理產品,并開發在必要的價格點上保持質量的工藝,因此需要高速輸送和分配其混合粉末進入包裝機械。

在這個應用程序中,粉末如何傳送到螺旋填充物嚴重影響粉末的自動起泡特性。如果粉末顆粒變得太小,則產品在使用時會起泡得太快。如果顆粒變得太大,起泡過程花費時間太長。改變密度,組分混合和紋理會產生不一致的填充率或體積 – 兩者都不能用于質量控制。

由于粉末會改變螺旋加料頭的密度,導致不適當的填充,保持頭部充滿并保持適當的密度是至關重要的。為了在螺旋加料頭保持適當的粉末密度,標準設備需要定制以保持產品質量。

定制系統使用兩個低高度的滾筒卸料站,以方便物料在真空中移動到安裝在三個螺旋裝料器上方的定制過濾器接收器。過濾器接收器的定制包括特殊的高拋光表面處理和定制的多重過濾器。

此外,一個設備檢查三個螺旋加料斗中每一個的粉末水平。當螺旋式填料需要更多的粉末時,預定量的粉末會自動分配以填充料斗。

為了簡單和易于維護而設計,模塊化輸送系統具有專門設計的接收器,可快速無需工具組裝/拆卸和輕松清潔。由于沒有縫隙和盡可能少的焊縫,滾筒翻斗站內部彎頭和角焊縫的最小尺寸為1/8英寸。半徑以最小化材料積累。在每個輸送循環結束時,管路清洗閥清洗輸送機系統,以防止粉末回落并使重新啟動更容易。

空間
定制設備并不總是以材料為主。有時設施限制是設備修改的原因。與其他材料處理方法相比,氣力輸送系統的優點之一是占地面積小,但即使是最小的輸送系統,在處理或包裝設備上方也需要至少30英寸的凈空。

正壓系統是避免旋風頭,無過濾材料接收器或縮小閥門的頭部空間限制的一種方式,可將材料直接轉移到低空隙區域的料斗中。

該公司希望用更衛生的全封閉氣動系統來替代其需要昂貴的H1潤滑油和廣泛維護的食品級螺旋輸送機,以保護材料免受空氣,灰塵和廢物的損害。

當公司有嚴格的高度限制時,真空吸塵器有時位于室外。如有可能,對輸送設備的修改使其能夠安裝在空間內。

在這種情況下,過濾器蓋需要修改以適應狹窄的空間,并且由壓縮空氣驅動的文丘里管用于產生真空。在天花板高度不成問題的地區,采用了電動馬達驅動的真空泵。

由于封閉式系統比開放式系統更清潔,因此更符合FSIS美國農業部嚴格的規定。

為了進一步滿足公司嚴格的標準并更好地適應其檢測系統,不銹鋼環取代了固定過濾器的鐵環。

工廠場地和行業環境
除了了解材料特性,流量和下游設備工藝之外,輸送機制造商還需要知道工廠的地理位置以及設備在設計系統時所處的工業環境類型。

就像在較高海拔的烹飪需要改變一樣,高度也會影響真空源的大小。例如,澤西海岸(海平面)的工廠可能使用5-HP真空泵作為應用,但在空氣密度較低的丹佛(海拔一英里)應用相同的應用需要7.5 -HP真空泵。

氣動輸送系統中的部件,如上面的真空泵或前面提到的不銹鋼環是可以互換的 – 有時兩個具有相同設計的系統之間的差異是構成部件的材料。

傳送帶制造商必須知道系統是否需要衛生設計,使用316L不銹鋼,還是304不銹鋼或碳鋼就足夠了。

在氣力輸送系統中,所有設備必須相互補充。如果一件設備太大或太小,都會使系統無法正常工作。真空吸塵器必須能夠處理由真空源提供的氣流,并且必須平衡過濾器的空氣與布料的比例,以便過濾器不會碎裂或粘結。如果物料無法進入傳送線,則無法傳送。

這10個因素提供了關鍵信息,允許輸送機制造商評估應用程序和定制設備,以便他們的客戶可以專注于制造他們的產品而不是物料轉移。

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