چه چیزی باعث می‌شود شیر چرخشی دریچه گرد مکانیکی سیل مکانیکی انتخاب مناسبی برای فرآیند شما باشد؟

در حمل و نقل مواد فله و سیستم های انتقال پنوماتیک، شیر دوار یک جزء کار است - اما همه شیرهای دوار یکسان ساخته نمی شوند. هنگامی که شرایط فرآیند به آب بندی قابل اعتماد، اندازه گیری دقیق مواد ریز یا ساینده و عملکرد ثابت تحت اختلاف فشار نیاز دارد، دریچه چرخشی پورت گرد مکانیکی به عنوان یک راه حل طراحی شده مشخص می شود. درک طراحی آن، تفاوت آن با شیرهای چرخشی استاندارد، و اینکه کجا بهترین عملکرد را دارد، برای مهندسان و متخصصان تدارکات که تجهیزات را برای کاربردهای سخت انتخاب می‌کنند، ضروری است.

شیر چرخشی دریچه گرد مکانیکی سیل چیست؟

شیر دوار - که تغذیه کننده قفل هوا یا شیر قفل هوای دوار نیز نامیده می شود - وسیله ای است که برای اندازه گیری جامدات حجیم به داخل یا خارج از یک فرآیند استفاده می شود و در عین حال مهر و موم هوا را بین مناطق با فشار مختلف حفظ می کند. روتور که از یک سری پره یا جیب تشکیل شده است که در اطراف یک محور مرکزی چیده شده اند، به طور مداوم در داخل یک محفظه استوانه ای می چرخد ​​و هر کیسه را با مواد در ورودی پر می کند و در هنگام چرخش روتور آن را در خروجی تخلیه می کند.

نوع پورت گرد به طور خاص دارای یک دهانه ورودی و خروجی دایره ای است نه پورت های مربع یا مستطیل شکل موجود در شیرهای چرخشی استاندارد. این هندسه پورت گرد صرفاً زیبایی شناختی نیست - اساساً نحوه ورود مواد به جیب های روتور، میزان پر شدن یکنواخت جیب ها و نحوه ادغام شیر با لوله های گرد یا اتصالات لوله که در خطوط انتقال پنوماتیک رایج است را تغییر می دهد.

تعیین مهر و موم مکانیکی به سیستم آب بندی به کار رفته در انتهای شفت روتور، جایی که شفت از محفظه خارج می شود، اشاره دارد. یک مهر و موم مکانیکی به جای غدد بسته‌بندی معمولی یا آب‌بندهای ساده لبه‌ای، از وجه‌های جفت‌شونده با ماشینکاری دقیق استفاده می‌کند - معمولاً یک صفحه آب‌بند چرخشی که به شفت ثابت می‌شود و یک صندلی ثابت در محفظه - که با فشار فنر در تماس هستند. این چیدمان یک مهر و موم کم نشتی و نگهداری کم را ایجاد می کند که قادر به تحمل فشارهای بالاتر و عملکرد در محیط هایی است که آلودگی ناشی از بسته بندی شفت قابل تحمل نیست.

چگونه طراحی پورت گرد جریان مواد را بهبود می بخشد

هندسه دهانه درگاه تأثیر مستقیم و قابل اندازه گیری بر چگونگی کارآمد بودن یک شیر دوار با مواد حجیم دارد. پورت‌های مربع یا مستطیل استاندارد گوشه‌هایی را ایجاد می‌کنند که مواد می‌توانند به طور ناموزون به داخل جیب‌های روتور پل بزنند، بسته شوند یا جریان پیدا کنند. در مقابل، طراحی پورت گرد گوشه ها را به طور کامل حذف می کند و یک دهانه صاف و متقارن ایجاد می کند که جریان یکنواخت مواد را در سراسر قطر کامل ورودی افزایش می دهد.

برای پودرهای منسجم یا ریز - مانند مواد فعال دارویی، نشاسته های غذایی، رنگدانه ها، یا دی اکسید تیتانیوم - تمایل به قوس یا پل زدن روی ورودی مستطیل شکل یک مشکل عملیاتی شناخته شده است. پورت های گرد این خطر را با از بین بردن لبه های صاف که معمولاً قوس در آن شروع می شود، کاهش می دهد. ستون مواد بالای شیر وزن خود را به طور مساوی در اطراف دهانه دایره ای توزیع می کند و جیب های روتور از یک دور به دور دیگر به طور مداوم پر می شود و دقت اندازه گیری را بهبود می بخشد.

پورت های گرد همچنین به شیر اجازه می دهد تا مستقیماً به فلنج های لوله گرد بدون قطعات انتقال متصل شود. در سیستم‌های انتقال پنوماتیک، هر اتصال انتقالی تلاطم، افت فشار و نقطه سایش بالقوه را اضافه می‌کند. حذف این انتقال ها با تعیین یک دریچه پورت گرد که با قطر خط انتقال مطابقت دارد، طراحی سیستم را مستقیماً ساده کرده و هزینه نصب را کاهش می دهد.

مزیت سیل مکانیکی نسبت به آب بندی شفت معمولی

آب بندی شفت یکی از سخت ترین جنبه های نگهداری در عملکرد شیر دوار معمولی است. غدد بسته بندی - که از مواد بسته بندی طناب مانند فشرده در اطراف شفت استفاده می کنند - به عنوان فشرده سازی بسته بندی در طول زمان نیاز به سفت شدن مجدد دوره ای دارند و اگر به دقت نگهداری نشود، به ناچار مواد ریز را در امتداد شفت نشت می کنند. در کاربردهای بهداشتی یا جایی که مواد فرآیند خطرناک یا گران است، حتی نشتی جزئی شفت غیرقابل قبول است.

مهر و موم های مکانیکی به طور مستقیم این محدودیت ها را برطرف می کنند. صفحات آب بندی که معمولاً از کاربید سیلیکون، کاربید تنگستن یا سرامیک جفت شده در برابر گرافیت کربن ساخته شده اند، یک رابط مسطح با یک مسیر نشتی با میکرون اندازه گیری می کنند. طراحی فنری بدون نیاز به تنظیم اپراتور، تماس ثابت با صورت را حتی در هنگام سایش قطعات حفظ می کند. این به فواصل خدمات به طور قابل توجهی طولانی تر و برنامه ریزی تعمیر و نگهداری قابل پیش بینی تر تبدیل می شود.

در کاربردهای انتقال پنوماتیک تحت فشار، که دریچه باید یک مخزن بالادست یا قیف را که در فشار اتمسفر کار می کند از یک خط انتقال تحت فشار مثبت جدا کند، یکپارچگی مهر و موم شفت مستقیماً به کارایی سیستم مرتبط است. نشت هوا به سمت عقب از طریق بسته بندی محور، تعادل فشار را در سرتاسر روتور مختل می کند، ظرفیت موثر قفل هوا را کاهش می دهد و به طور بالقوه باعث می شود که مواد به عقب جریان یابند یا به تجهیزات بالادست بازگردند. مهر و موم مکانیکی این مسیر را حذف می کند و اختلاف فشار مورد نظر را به طور قابل اعتماد در طول عمر کامل وجوه آب بند حفظ می کند.

ویژگی های کلیدی ساخت و ساز برای ارزیابی

هنگام تعیین یا مقایسه دریچه های چرخشی پورت گرد مکانیکی، چندین جزئیات ساخت و ساز به طور قابل توجهی بر عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه کل مالکیت تأثیر می گذارد. ویژگی های زیر شایسته ارزیابی دقیق هستند:

• فاصله نوک روتور: شکاف بین نوک پره های روتور و سوراخ محفظه نشت هوا را در سراسر شیر کنترل می کند. فاصله های تنگ تر، عبور هوا را کاهش می دهد، اما در صورت گیر افتادن مواد بین روتور و محفظه، خطر تماس را افزایش می دهد. برای مواد ساینده، فاصله کمی بزرگتر برای افزایش عمر روتور مشخص شده است، در حالی که برای پودرهای ریز در سیستم های فشار، فاصله های محکم تر، کارایی قفل هوا را بهبود می بخشد.
• پیکربندی پاکت روتور: روتورهای باز به مواد اجازه می‌دهند تا راحت‌تر از جیب‌ها خود تمیز شوند و با مواد دانه‌ای با جریان آزاد مطابقت داشته باشند. روتورهای انتهایی بسته عبور هوا را در اطراف انتهای روتور کاهش می دهند و در کاربردهای فشار بالاتر که عملکرد قفل هوا حیاتی است ترجیح داده می شوند. برخی از طرح ها صفحات انتهایی قابل تنظیم را برای جبران سایش در طول زمان ارائه می دهند.
• مصالح مسکن و پایان: محفظه های فولاد کربنی با آسترهای سوراخ کروم سخت در خدمات ساینده رایج هستند. ساخت فولاد ضد زنگ برای کاربردهای غذایی، دارویی و شیمیایی خورنده مورد نیاز است. پرداخت سطح داخلی (مقدار Ra) بر روی رهاسازی و تمیزی مواد تأثیر می‌گذارد، با پرداخت‌های برقی که برای خدمات بهداشتی مشخص شده‌اند.
• مواد صورت مهر و موم: انتخاب مواد جفت گیری برای وجوه آب بندی مکانیکی باید با شرایط سیال فرآیند یا تصفیه مطابقت داشته باشد. کاربید سیلیکون در مقابل کاربید سیلیکون مقاومت سایشی عالی را برای سرویس پودر خشک با تصفیه هوا ارائه می دهد. گرافیت کربن در مقابل فولاد ضد زنگ برای خدمات عمومی صنعتی سبک تر مناسب است. داده های مقاومت شیمیایی سازنده مهر و موم باید در برابر تمام مواد تماس فرآیند بررسی شود.
• ترتیب درایو: کاهنده‌های دنده با جفت مستقیم فشرده‌ترین آرایش هستند. درایوهای زنجیری یا تسمه V امکان تنظیم سرعت را بدون تغییر کاهنده را فراهم می کنند، اما نقاط نگهداری را اضافه می کنند. درایوهای فرکانس متغیر (VFD) روی موتور درایو، تنظیم نرخ تغذیه را بدون تغییرات مکانیکی امکان‌پذیر می‌سازند و به طور فزاینده‌ای در تاسیسات مدرن استاندارد هستند.

کاربردهای معمول بر اساس صنعت

را دریچه چرخشی پورت گرد مکانیکی مهر و موم در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد که در آن ترکیبی از اندازه گیری دقیق، آب بندی هوای قابل اعتماد و آب بندی شفت با تعمیر و نگهداری کم ارزش عملیاتی قابل اندازه گیری را ارائه می دهد.

تولید دارو و مواد غذایی

در حمل و نقل پودرهای دارویی، نگهداری و خلوص محصول از اهمیت بالایی برخوردار است. مهر و موم های مکانیکی از مهاجرت مواد فعال دارویی (API) در امتداد شفت و آلوده کردن تجهیزات مجاور یا محیط کار جلوگیری می کند. طرح‌های پورت گرد به‌طور تمیز با سیستم‌های انتقال و ایزولاتورها ادغام می‌شوند. ساخت و ساز فولاد ضد زنگ با سطوح برقی شده الزامات cGMP را برآورده می کند و بسیاری از طرح ها با الاستومرهای سازگار با FDA و اسناد ردیابی کامل مواد در دسترس هستند.

پردازش مواد غذایی و آشامیدنی

آرد، شکر، نشاسته، پودر شیر، قهوه، و فرآوری ادویه همه از شیرهای دوار به طور گسترده در خطوط انتقال پنوماتیکی که سیلوها، میکسرها و ماشین های بسته بندی را به هم وصل می کنند، استفاده می کنند. شیرهای پورت گرد مستقیماً به خطوط انتقال لوله گرد بدون کاهنده متصل می شوند و استانداردهای طراحی بهداشتی را حفظ می کنند. مهر و موم های مکانیکی اجازه می دهد که محفظه شیر شسته شود یا CIP (در محل تمیز شود) بدون خطر آلودگی از طریق مسیر آب بندی شفت. طراحی‌های روتور با رهش سریع، جداسازی سریع قطعات را برای بازرسی یا تمیز کردن عمیق در طول تغییرات برنامه‌ریزی‌شده امکان‌پذیر می‌سازد.

فرآوری مواد شیمیایی و پلاستیک

گلوله های پلاستیکی، پودرهای پلیمری، کربن سیاه، دی اکسید تیتانیوم، و پودرهای شیمیایی ویژه، چالش هایی از جمله سایش، آب بندی ذرات ریز و در برخی موارد سمیت دارند. مهر و موم مکانیکی از خروج مواد خطرناک از شیر در امتداد شفت جلوگیری می کند و از اپراتورها محافظت می کند و الزامات مهار محیطی را برآورده می کند. روتورهای سخت و روتورهای محفظه در کروم یا کاربید تنگستن عمر مفید را در سرویس پودر کربن سیاه یا پودر معدنی بسیار ساینده افزایش می دهند.

انرژی و سیستم های زیست محیطی

جابجایی خاکستر بادی در نیروگاه ها، تغذیه زیست توده به دیگهای بخار، و دوز آهک در سیستم های گوگرد زدایی گازهای دودکش (FGD) همگی از شیرهای دوار تحت شرایط چالش برانگیز دمای بالا، اختلاف فشار و مواد ساینده استفاده می کنند. طرح‌های مهر و موم مکانیکی با الاستومرهای با دمای بالا و وجه‌های آب‌بند سرامیکی این شرایط را به‌طور قابل اعتمادی کنترل می‌کنند و بسته‌بندی مجدد مکرری را که مهر و موم‌های شفت معمولی در این محیط‌ها نیاز دارند، کاهش می‌دهند.

انتخاب اندازه و سرعت مناسب

اندازه مناسب شیر چرخشی دریچه گرد دریچه مهر و موم مکانیکی مستلزم تطبیق ظرفیت حجمی شیر با توان خروجی مواد مورد نیاز است در حالی که با سرعت روتور کار می کند که کارایی پر شدن را در برابر سایش و ساییدگی ذرات متعادل می کند. پارامترهای زیر نقطه شروع هر محاسبه اندازه هستند:

بیشتر سازندگان نمودارهای ظرفیت حجمی را برای هر اندازه دریچه در سرعت های مختلف روتور منتشر می کنند که بر حسب فوت مکعب در ساعت یا لیتر در ساعت بیان می شود. برای یافتن اندازه دریچه مورد نیاز، توان خروجی جرم مورد نظر را بر چگالی ظاهری مواد تقسیم کنید تا دبی حجمی مورد نیاز را بدست آورید، سپس ترکیبی از شیر و سرعت را از نمودار انتخاب کنید که با این مقدار مطابقت داشته باشد یا به طور متوسط ​​از آن فراتر رود. کارکردن یک شیر در 70 تا 80 درصد حداکثر ظرفیت نامی آن، بافری را برای تغییرات چگالی فراهم می‌کند و اطمینان می‌دهد که روتور در طول شرایط موج اضافه بار نمی‌شود.

بهترین شیوه های نگهداری برای به حداکثر رساندن عمر خدمات

اگرچه مهر و موم های مکانیکی به توجه معمول کمتری نسبت به غدد بسته بندی نیاز دارند، اما برای دستیابی به پتانسیل عمر مفید کامل، نیاز به نصب صحیح و بازرسی دوره ای دارند. هنگام تعویض مهر و موم های مکانیکی، سطوح آب بند باید بدون آلودگی ناشی از روغن، اثر انگشت یا ذرات ساینده بر روی سطوح آب بندی شده نصب شوند. یک لایه نازک از روان کننده تمیز سازگار با فرآیند روی درزگیر ثانویه الاستومری کمک می کند تا مهر و موم بدون پاره شدن O-ring در هنگام مونتاژ قرار گیرد. تماس چهره هرگز نباید اجباری شود. بار فنر تمام نیروی لازم برای نشستن را فراهم می کند.

فاصله نوک روتور باید در طول تعمیر و نگهداری سالانه با اندازه گیری سوراخ محفظه و قطر نوک روتور با میکرومترهای داخلی و خارجی بررسی شود. هنگامی که فاصله از حداکثر تعیین شده سازنده فراتر رود - معمولاً 0.015 تا 0.025 اینچ برای سرویس استاندارد - عملکرد قفل هوا به طور قابل توجهی کاهش می یابد و باید جایگزینی روتور یا ریلینگ محفظه برنامه ریزی شود. نگه داشتن سوابق دقیق اندازه گیری های ترخیص در طول زمان، برنامه ریزی تعمیر و نگهداری پیش بینی را به جای پاسخ خرابی واکنشی، که مقرون به صرفه ترین رویکرد برای مدیریت دارایی های شیر دوار در محیط های تولید مداوم است، امکان پذیر می کند.