Rozwiązania filtracyjne do systemów transportu pneumatycznego

WPROWADZENIE

Przenoszenie pneumatyczne jest ważnym procesem dla wielu branż, w tym produkcji i transportu tworzyw sztucznych, przetwarzania i pakowania żywności oraz transportu i przechowywania nasion rolniczych, aby wymienić tylko kilka. Rozwiązania w zakresie filtracji i wyciszania są integralną częścią skutecznego systemu transportu pneumatycznego.

Znajdziemy tu zadania obejmujące ochronę sprzętu przenoszącego powietrze po wyciszanie hałasu emitowanego przez sprzęt. Filtracja jest niezbędna do oczyszczenia powietrza atmosferycznego wchodzącego do procesu przez wlot dmuchawy/pompy oraz wszelkie zawory upustowe powietrza lub podciśnieniowe zawory nadmiarowe. W artykule omówiono proces transportu pneumatycznego oraz znaczenie filtracji w takim systemie.

Przezroczysty zbiornik i orurowanie pozwalają na wizualne potwierdzenie, że system transportu pneumatycznego działa prawidłowo.

CZYM JEST PNEUMATYCZNY TRANSPORT PRZENOSZENIA?

Transport pneumatyczny to proces, który wykorzystuje powietrze do przenoszenia produktów sypkich, takich jak proszki, granulki (ale też i inne ciała stałe), z punktu A do punktu B w orurowaniu. Skuteczne przenoszenie materiału zależy od przepływu powietrza między punktem początkowym i końcowym systemu. Przepływ zazwyczaj uzyskuje się za pomocą dmuchawy, sprężarki, wentylatora lub pompy próżniowej.

Projektanci i konstruktorzy systemów transportu pneumatycznego przy wyborze najbardziej odpowiedniego systemu transportu pneumatycznego rozważają specyfikę przenoszonego produktu.

Ten zakład formowania wtryskowego wykorzystuje system transportu pneumatycznego do rozładunku granulatu tworzyw sztucznych z wagonów kolejowych do silosów magazynowych i dystrybucyjnych.

PODSTAWOWE TYPY TRANSPORTU PNEUMATYCZNEGO

Najpopularniejszym rodzajem systemu transportu pneumatycznego jest system fazy rozcieńczonej lub ubogiej, w którym przepływ powietrza może być generowany za pomocą urządzeń ciśnieniowych lub próżniowych. Ciśnienia robocze są zwykle mniejsze niż 1 bar(g) w środowiskach ciśnieniowych, a systemy próżniowe zwykle działają około 500 mbar.

Systemy te wykorzystują duże prędkości do fluidyzacji produktu w strumieniu powietrza. Przenoszenie pneumatyczne w fazie gęstej jest stosowane jako metoda przenoszenia ciężkich, kruchych lub ściernych materiałów z małą prędkością. Materiał porusza się wzdłuż zamkniętej rury z małą prędkością. Pozwala to na mniejsze zużycie zarówno orurowania systemu, jak i transportowanych materiałów. Dlatego też, gdy materiały muszą być transportowane na duże odległości, często wybieranym systemem jest faza gęsta.

Przenośniki pneumatyczne w fazie gęstej i w fazie rozcieńczonej są wykorzystywane w zastosowaniach rolniczych do przenoszenia ziarna, kukurydzy i innych produktów do i z silosów magazynowych.

PRĘDKOŚĆ SALTACJI

Wspólnym czynnikiem w procesie projektowania transportu pneumatycznego jest obliczenie prędkości saltacji. Prędkość saltacji to prędkość powietrza poniżej której transportowane ciała stałe zaczynają osadzać się na dnie poziomych odcinków rur. Ta informacja jest ważna przy wyborze odpowiedniego typu sprzętu potrzebnego do skutecznego procesu przenoszenia. Niewłaściwy sprzęt do przemieszczania powietrza może spowodować uszkodzenie przenoszonych produktów lub całkowicie uniemożliwić transport produktów. Aby przenosić sypkie ciała stałe, takie jak proszek lub granulat, minimalna prędkość przenoszenia powietrza musi być WYŻSZA niż prędkość saltacji.

RODZAJE SPRZĘTU UŻYWANEGO DO PRZENOSZENIA W TRANSPORCIE PNEUMATYCZNYM

Kilka rodzajów technologii przenoszenia powietrza jest stosowanych w aplikacjach transportu pneumatycznego, o których decyduje konstruktor systemu. W nadciśnieniowych systemach przenoszenia rodzaje urządzeń do przemieszczania powietrza obejmują:

Dmuchawy
• Boczno kanałowe, odśrodkowe, śrubowe i Roots’a

Sprężarki
• Śrubowe i odśrodkowe,

Wentylatory
• Promieniowe
W systemach transportu podciśnieniowego (próżniowego) typy urządzeń do przenoszenia powietrza obejmują:

Pompy próżniowe
• Łopatkowe, kłowe, z pierścieniem cieczowym, boczno-kanałowe, śrubowe i wentylatory typu Roots (dmuchawa PD)

Transport pneumatyczny w zakładzie produkcji kawy. System wykorzystuje pompy próżniowe i dmuchawy PD do pchania i wciągania materiałów.

FILTRY UZUPEŁNIAJĄ SYSTEM

Bez odpowiedniej filtracji, system transportu pneumatycznego jest narażony na zmniejszenie wydajności sprzętu, awarię i zanieczyszczenie procesu, co może skutkować zwiększonymi kosztami odpadów. Przestój procesu jest zarówno niepożądany, jak i kosztowny. Powszechnym czynnikiem przyczyniającym się do przestojów procesu jest awaria sprzętu spowodowana zanieczyszczeniami środowiskowymi i materiałami procesowymi dostającymi się do sprzętu z przepływem powietrza. Można tego uniknąć, dobierając odpowiednio dobrane rozwiązanie filtracyjne.

Filtry wlotowe i filtro-tłumiki pełnią kluczową rolę w ochronie urządzeń przemieszczających powietrze w nadciśnieniu. Bez odpowiednio dobranego rozwiązania filtrującego ciała obce, takie jak unoszące się w powietrzu pyły i cząstki, robaki, zwierzęta lub przedmioty (nakrętki, śruby itp.) mogą zostać wciągnięte do urządzenia. Może to prowadzić do awarii maszyny i przestoju systemu. Dodanie wysokiej jakości filtra oczyszczającego wlotowe powietrze atmosferyczne i chroniącego dmuchawę, sprężarkę lub wentylator zmniejsza ryzyko przestojów. Gdy problemem jest hałas generowany przez maszynę, wyciszenie można zintegrować z filtrem w kompaktowym rozwiązaniu zwanym filtro-tłumikiem powietrza wlotowego.

W zależności od warunków pracy i możliwości sprzętu, można wybrać materiał filtrujący do konkretnego celu, aby spełnić wymagania dotyczące wydajności i skuteczności filtracji. Na przykład środowisko pakowania żywności może wymagać wysokowydajnego filtra powietrza cząstek stałych (HEPA) klasy E12, aby wychwycić 99,97% ładunku cząstek o wielkości 0,3 mikrona lub powyżej. W tym przypadku dobór wielkości filtra ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że spadek ciśnienia na filtrze ma znikomy wpływ na wydajność sprzętu.

Po stronie procesu przemieszczania powietrza nadciśnieniowego często pojawia się zapotrzebowanie na rozwiązania filtracyjne. Filtry zapewniają tutaj ochronę materiałów znajdujących się w procesie transportu przed obcymi cząstkami i zapewniają dostarczanie czystego powietrza. Ponownie, rozmiar jest kluczowy, aby zapewnić, że sprzęt do przenoszenia powietrza może działać na optymalnych poziomach wydajności. W przemyśle farmaceutycznym filtracja Inline jest powszechnie stosowana ze względu na wrażliwy charakter przenoszonego produktu. W przypadku zanieczyszczenia koszt utylizacji produktu może być bardzo wysoki. W wielu przypadkach wymagane będą wysokowydajne media filtracyjne, takie jak filtr powietrza o bardzo niskiej zawartości cząstek H14 (ULPA), ze względu na oferowane właściwości usuwania, skuteczność usuwania 99,995% przy 0,1 mikrona.

Innym potencjalnym wyzwaniem do rozważenia jest oddzielenie cieczy, które mogą znajdować się między urządzeniami do przemieszczania powietrza a procesem. Niektóre technologie kompresorów wykorzystują olej jako płyn smarujący, a w przypadku awarii olej może migrować do systemu transportowego. Wbudowany separator oleju może zapewnić skuteczne usuwanie podwyższonego poziomu oleju ze strumienia powietrza. Osiąga się to dzięki wielostopniowym rozwiązaniom separacji, które obejmują różne technologie mechaniczne, w tym przegrody, zmiany prędkości i kierunku, a także pakiet mediów koalescencyjnych na ostatnim etapie o wysokiej wydajności mgły olejowej.

W podciśnieniowych lub próżniowych systemach transportowych rozwiązania filtracyjne służą jako ochrona pompy próżniowej. Właściwości przenoszonej substancji mają duży wpływ na wybór odpowiedniego typu obudowy filtra, materiałów konstrukcyjnych i mediów filtracyjnych niezbędnych do optymalizacji wydajności i trwałości. (tj. plastik, cement, popiół lotny, mąka, ziarno itp.) Wybór najlepszego filtra do pracy jest ważny, a podczas przeglądania specyfikacji należy wziąć pod uwagę kilka czynników.

Dmuchawa PD z filtro-tłumikiem powietrza wlotowego chroniącym aplikację do transportu cementu.

Na przykład, jaki jest rozmiar przenoszonego produktu w mikronach? Jeśli jest to produkt gruboziarnisty, taki jak granulki z tworzywa sztucznego, prawdopodobnie wystarczy do tego przemysłowy materiał poliestrowy o wydajności 5 mikronów.

Jakie są poziomy obciążenia pyłem? W wielu pneumatycznych systemach transportowych wyzwanie dla filtra cząstek stałych może być wysokie. W przypadku ekstremalnego obciążenia cząstkami filtry mogą bardzo szybko się zapychać, co prowadzi do wydłużenia serwisu i przestojów w procesie. W takich sytuacjach pojedynczy filtr może szybko ulec przeciążeniu, co prowadzi do wysokich różnic ciśnień i zmniejszenia wydajności sprzętu, jeśli filtr nie jest odpowiednio konserwowany. Idealnym rozwiązaniem w tym przypadku jest wielostopniowy system filtracji z filtrem wstępnym, który zajmie się większością kurzu, a następnie filtrem dokładnym do eliminacji pozostałych drobnych zanieczyszczeń, które predostały się przez 1 stopień filtracji. Mechaniczny filtr wstępny, taki jak seria SM Spinmeister® firmy Solberg, wykorzystuje wirnik do odśrodkowego oddzielania cząstek o wielkości 15 mikronów i większych ze strumienia powietrza. Filtr wstępny Spinmeister® usuwa większość kurzu i cząstek, umożliwiając działanie filtra właściwego przez dłuższy czas, wydłużając odstępy między konserwacjami dla operatorów.

Inna opcja specjalnego rozwiązania obejmuje filtr z systemem samoczyszczenia wkładu, takim rozwiązaniem jak seria RST z odwróconym impulsem opracowana przez Solberg. System odwróconego impulsu wykorzystuje sprężone powietrze do oczyszczania zapchanego elementu filtrującego z zebranych pyłów, dzięki czemu jest to samoczyszczący się system filtracji.

Obie opcje pomagają wydłużyć żywotność filtra głównego, wydłużając w ten sposób interwały serwisowe i konserwacyjne. Rezultatem jest maksymalny czas bezawaryjnej pracy procesu. Więcej rozwiązań filtracyjnych i przykładów ich zastosowania znajdziesz na www.solbergmfg.com

Zestaw filtrów z serii Solberg ST chroni pneumatyczny system transportu materiałów pochodzących z recyklingu w fabryce wytłaczania tworzyw sztucznych.

W aplikacjach w których strumień gazu ma temperaturę powyżej 100ºC, media filtracyjne muszą być dostosowane do tych warunków. W zależności od wymagań dotyczących skuteczności filtracji, można wybrać odpowiedni wysokotemperaturowy materiał filtracyjny, taki jak włókno aramidowe, włókno szklane i tkaną stal nierdzewną.

Jeśli aplikacja wiąże się z wilgocią, wielostopniowy separator cieczy/zespół filtra próżniowego jest zaprojektowany tak, aby sprostać wyzwaniom związanym z procesem. Większość technologii pomp próżniowych nie działa dobrze, gdy jest zanieczyszczona cieczą, dlatego ważna jest odpowiednia filtracja i separacja.

Jeśli ciecz zawiera agresywne chemikalia lub substancje żrące, materiały konstrukcyjne filtra i elementu filtrującego będą musiały być odporne na te czynniki. Materiały odpowiednie do środowisk korozyjnych obejmują stal nierdzewną, aluminium lub tworzywa sztuczne na obudowy filtrów oraz różne materiały syntetyczne lub metalowe na elementy filtrujące. Na metalowe obudowy można nakładać specjalne powłoki, takie jak PTFE lub wielowarstwowe kombinacje podkładu i farby, aby poprawić odporność na korozję.

Niektóre technologie pomp próżniowych, takie jak łopatkowe, śrubowe, tłokowe i z pierścieniem cieczowym, wykorzystują olej jako płyn smarujący. W trudnych warunkach pracy pompa próżniowa może emitować mgłę olejową i dym do środowiska pracy. Chociaż większość systemów pomp próżniowych z uszczelnieniem olejowym jest wyposażona w separator powietrza/oleju, czasami konieczny jest filtr doczyszczający, aby utrzymać środowisko pracy w czystości i wolne od mgły olejowej. Zewnętrzny eliminator mgły olejowej, który wykorzystuje technologię koalescencji. Dzięki zastosowaniu włókna szklanego, będzie działał w celu usunięcia odpowietrzonych emisji olejów z urządzeń obrotowych. Przy wydajności usuwania 99,97% przy 0,3 mikronach rezultatem jest znacznie czystsze środowisko pracy dla operatorów w zakładzie.

Innym obszarem systemu transportowego, w którym filtracja jest ważna, są zawory upustowe lub podciśnieniowe. Po uruchomieniu podciśnieniowego zaworu upustowego powietrze dostaje się do systemu i może wprowadzić zanieczyszczenia do procesu. Dodanie filtra wlotu powietrza w tym punkcie zapewnia ochronę sprzętu i pomaga zapewnić integralność produktu w systemu push-pull. Filtro-tłumik jest popularnym wyborem, ponieważ funkcje tłumienia hałasu pomagają zredukować hałas emitowany z układu, który jest powodowany przez przepływ powietrza przez otwór zaworu. Bez tłumika hałas może być wysoki i nieprzyjemny dla ludzkiego ucha.

Ważną częścią systemu są filtry do odpowietrzania silosów. Działają one w celu oczyszczenia powietrza odprowadzanego z silosu, który zawiera cząstki produktu wdmuchiwanego do silosu. Odpowiednio dobrany filtr powietrza lub zespół tłumika filtra pomoże zminimalizować uwalnianie produktu do środowiska. Podobnie jak w przypadku wszystkich opisanych filtrów, rozmiar jest krytycznym czynnikiem, który zapewnia minimalne ograniczenia dla sprzętu, który ma chronić.

ZADBAJ O SWÓJ FILTR!

Wszystkie filtry wymagają okresowej konserwacji. Bez regularnych kontroli filtr może zostać zapełniony zanieczyszczeniami, co prowadzi do nadmiernego spadku ciśnienia i zmniejszenia wydajności systemu. Różne typy mediów filtracyjnych mogą być serwisowane w różny sposób. Niektóre są zaprojektowane jako pojedyncze elementy, tj. większość papierowych elementów filtrujących. Niektóre media syntetyczne, takie jak poliester, można czyścić przez mycie, szczotkowanie lub odkurzanie w celu usunięcia nagromadzonego kurzu. Ważne jest, aby wdrożyć harmonogram konserwacji zapobiegawczej, aby zapewnić maksymalny czas pracy bez przestojów.

SPECJALNE WYMAGANIA

Certyfikacja ATEX jest często wymagana w systemach transportu pneumatycznego. Jest to norma Unii Europejskiej, która ma na celu zminimalizowanie możliwości wybuchów związanych z urządzeniami pracującymi w potencjalnie wybuchowych środowiskach gazowych lub zapylonych. Filtry mogą wymagać certyfikacji ATEX, ponieważ mogą one potencjalnie działać jako źródło zapłonu z powodu gromadzenia się elektryczności statycznej. Obudowa filtra z certyfikatem ATEX została zaprojektowana w taki sposób, że obudowa, element filtrujący i wszystkie inne elementy przewodzą prąd elektryczny, a zatem nie są w stanie gromadzić ładunków elektrostatycznych po prawidłowym uziemieniu. Produkty filtracyjne z certyfikatem ATEX przechodzą rygorystyczne testy. Tabliczki znamionowe i dokumentacja potwierdzająca odpowiednie warunki pracy są standardem z każdą obudową filtra.

Ten filtro-tłumik wlotu powietrza z certyfikacją ATEX chroni przed zanieczyszczeniami przy podawaniu materiału do linii transportowej.

Stal nierdzewna jako materiał konstrukcji jest często wymagana, aby zespół filtra spełniał określone wymagania aplikacji, zapobiegał problemom z korozją lub minimalizował ogólne zużycie. W zależności od branży i charakteru procesu, wymagania wahają się od stali nierdzewnej 304 do 316L. W zastosowaniach, w których środowisko pracy jest trudne lub rodzaj transportowanego produktu jest szczególnie agresywny, na metalowy zbiornik filtra można zastosować niestandardowe powłoki, aby sprostać wyzwaniu, np. powłoki PTFE, wysokiej jakości żywice epoksydowe lub farby ze stali nierdzewnej.

W niektórych przypadkach, gdy ciśnienie robocze przekracza 0,5 bar (7,5 PSI), może być wymagana konstrukcja PED (Dyrektywa Ciśnieniowa) lub ASME Section VIII, aby spełnić normy bezpieczeństwa. Standardy zbiorników ciśnieniowych różnią się w zależności od kraju i regionu, dlatego ważne jest poznanie lokalnych wymagań przy wyborze filtracji dla pneumatycznego systemu przenoszenia.

WNIOSKI

Chociaż istnieje kilka zmiennych, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu efektywnego systemu transportu pneumatycznego, jedno jest stałe: filtracja jest niezbędna. Właściwe rozwiązania filtracyjne ochronią sprzęt przenoszący powietrze i utrzymają czystość transportowanego produktu.

Solberg Manufacturing jest wiodącym w branży ekspertem w zakresie wszystkich typów filtrów powietrza i gazów, a także odwadniaczy, tłumików i elementów zamiennych. Aby dowiedzieć się więcej o naszych rozwiązaniach filtracyjnych zapraszamy Cię na naszą stronę firmową www.solbergmfg.com