氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)的10個(gè)注意事項(xiàng)

氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)的10個(gè)注意事項(xiàng)
食品加工商是生產(chǎn)食品的專(zhuān)家，化學(xué)品制造商是開(kāi)發(fā)化學(xué)品的專(zhuān)家，制藥公司是制藥專(zhuān)家，氣動(dòng)輸送制造商是移動(dòng)散裝固體的專(zhuān)家。正如在購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)時(shí)不需要成為專(zhuān)家一樣，氣動(dòng)輸送機(jī)的用戶也不必成為真空輸送專(zhuān)家來(lái)將它們結(jié)合到他們的加工線中。盡管對(duì)氣動(dòng)輸送系統(tǒng)的工作原理有廣泛的了解是一個(gè)好主意，但沒(méi)有氣動(dòng)輸送機(jī)制造商會(huì)問(wèn)客戶他們需要密相還是稀相系統(tǒng)。然而，傳送帶制造商會(huì)詢問(wèn)一系列其他問(wèn)題，包括過(guò)程中使用的材料，

材料體積密度材料
的體積密度是設(shè)計(jì)各種系統(tǒng)組件（如真空吸收器和空氣源）尺寸的首要指標(biāo)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(lái)移動(dòng)物料通過(guò)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(dāng)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(xì)粉末，如氣相法二氧化硅，會(huì)帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)，并且可能需要比中密度粉末更多的過(guò)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(tǒng)大小的最重要因素之一，但不是用于確定組件的唯一標(biāo)準(zhǔn)。確定和確定輸送散裝固體所需的系統(tǒng)類(lèi)型的另一個(gè)重要因素是材料行進(jìn)的距離。在氣力輸送中，系統(tǒng)中放置的管道越多，或者輸送距離越遠(yuǎn)，真空泵就越大，因?yàn)樾枰鄽饬鱽?lái)將空氣拉過(guò)（或推入）管道。

在稀相系統(tǒng)（材料夾帶在氣流中），當(dāng)粉末必須行進(jìn)超過(guò)300英尺時(shí)，系統(tǒng)將使用正壓力推動(dòng)管中的材料，而不是使用真空作為更經(jīng)濟(jì)的解決方案

氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)之一是，垂直移動(dòng)產(chǎn)品的計(jì)算方式與水平移動(dòng)產(chǎn)品相同，即線性英尺。然而，系統(tǒng)中的每次90度掃描等于20英尺; 因此如果您要水平移動(dòng)110英尺的物料和垂直移動(dòng)110英尺，并進(jìn)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(tǒng)的尺寸和類(lèi)型的堆積密度和距離外，材料在系統(tǒng)中移動(dòng)的速度是設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)考慮的重要因素，以及過(guò)程是連續(xù)還是批量操作。

雖然大多數(shù)氣動(dòng)輸送機(jī)的運(yùn)作是通過(guò)輸送和卸料循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是配料作業(yè)的工作方式不同，并且會(huì)對(duì)系統(tǒng)的大小產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。一個(gè)例子就是當(dāng)一個(gè)處理器想要每小時(shí)移動(dòng)5000磅粉末進(jìn)入一個(gè)混頻器，但需要在15分鐘內(nèi)將該批量移入混音器。雖然5000磅每小時(shí)只循環(huán)一次，因?yàn)樵谶@15分鐘內(nèi)傳輸速率較高，但實(shí)際上它以20,000磅/小時(shí)運(yùn)行，因此需要更強(qiáng)大的真空源。

稀相氣力輸送系統(tǒng)可以通過(guò)真空傳送高達(dá)25,000磅/小時(shí)。對(duì)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(shè)計(jì)真空傳輸系統(tǒng)時(shí)，了解特定物質(zhì)在特定條件下的表現(xiàn)特性是至關(guān)重要的。大多數(shù)情況下，客戶知道他們的特殊材料是自由流動(dòng)，緩慢流動(dòng)還是非自由流動(dòng)，這是重要的數(shù)據(jù)傳遞給輸送機(jī)制造商。在同一產(chǎn)品組中有幾個(gè)產(chǎn)品等級(jí)并不罕見(jiàn)，每個(gè)產(chǎn)品等級(jí)都不同于其他產(chǎn)品等級(jí)。一個(gè)等級(jí)的氧化鋅可能具有滑石的稠度，而另一個(gè)等級(jí)可能更粘合且粘附到輸送管的內(nèi)表面。事實(shí)上，一些材料的行為可能會(huì)受到環(huán)境因素的影響，從一天到下一天都會(huì)有所不同。

據(jù)美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)（NFPA）稱，處理可燃性粉塵的首選技術(shù)是真空輸送。如果在真空輸送系統(tǒng)中發(fā)生泄漏，泄漏將向內(nèi)并防止工廠環(huán)境中的塵埃云。壓力輸送系統(tǒng)中的泄漏將很快導(dǎo)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(hù)易碎或易碎的材料免受降解，可以采用密相輸送（整個(gè)生產(chǎn)線中的材料）作為材料轉(zhuǎn)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(dòng)的粉末需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行大部分修改。用于處理非自由流動(dòng)粉末的方法有很多，可以消除外部流動(dòng)促進(jìn)的需要，例如專(zhuān)門(mén)的表面處理，超大尺寸的接收器排放口，70度排放錐和專(zhuān)有設(shè)計(jì)的無(wú)錐形（直壁）真空接收器。

處理非自由流動(dòng)粉末的設(shè)備改造的一個(gè)例子是特定產(chǎn)品線的需求增加。

該公司利用各種工藝技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，配制和包裝除草劑，殺真菌劑和殺蟲(chóng)劑，并試圖通過(guò)內(nèi)部的多種方法來(lái)消除工作人員手動(dòng)傾倒20-40桶粉末化學(xué)品的需求，稱重從一個(gè)凸起的平臺(tái)上每個(gè)重225磅。

當(dāng)這些方法（包括利用斗式提升機(jī)）都沒(méi)有產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果時(shí)，該公司決定購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)氣動(dòng)輸送機(jī)，將數(shù)百磅材料在30分鐘內(nèi)上升到一個(gè)容積式進(jìn)料器。

在測(cè)試實(shí)驗(yàn)室中，類(lèi)木質(zhì)材料被證明是半自由流動(dòng)的，導(dǎo)致物料接收器中的橋接和鼠洞。為了消除這個(gè)問(wèn)題，一個(gè)帶有全開(kāi)式排氣閥的專(zhuān)有直壁真空接收器取代了標(biāo)準(zhǔn)接收器，確保快速填充下面的饋線。

另外，真空接收器配備了帶褶皺過(guò)濾介質(zhì)的專(zhuān)用多過(guò)濾器，有助于系統(tǒng)的最大過(guò)濾。

該系統(tǒng)消除了人體工程學(xué)問(wèn)題，使其成為單人工作，并最大限度地減少了環(huán)境粉塵。

物料容器和拾取點(diǎn)
一旦物料進(jìn)入輸送線 – 無(wú)論是否自由流動(dòng) – 它通常沒(méi)有問(wèn)題地傳送，但有時(shí)將物料送入輸送線可能會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。因此，輸送機(jī)制造商需要知道什么類(lèi)型的容器容納該材料，因?yàn)樗鼪Q定了拾取點(diǎn)（產(chǎn)品進(jìn)入輸送系統(tǒng)）是鞭子，裝袋站，散裝袋卸載機(jī)，塢站還是揀選機(jī)up適配器。

拾取點(diǎn)可能是氣動(dòng)輸送系統(tǒng)中最為定制的部件，因?yàn)樗鼘?duì)于將物料輸送到輸送系統(tǒng)中至關(guān)重要。

一個(gè)拾取點(diǎn)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(fù)合擠出機(jī)生產(chǎn)加熱器電纜。

該制造過(guò)程中的一個(gè)組成部分是將聚合物和其他粉末從供應(yīng)的容器輸送到配混擠出機(jī)中。由于異乎尋常的粉末非常致密，粘稠的特性，看似簡(jiǎn)單的材料轉(zhuǎn)移過(guò)程呈現(xiàn)出自己的一系列挑戰(zhàn)。

這里的問(wèn)題并不是傳送粘性物質(zhì)，而是讓它自動(dòng)進(jìn)入傳送管。經(jīng)過(guò)幾次失敗的試驗(yàn)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(yīng)用的各個(gè)方面結(jié)合起來(lái)。盡管材料的構(gòu)成完全不同，但其特征相似，并且知識(shí)導(dǎo)致了解決方案。

定制設(shè)計(jì)的袋式卸料站基本上是振動(dòng)倉(cāng)，將袋式卸料站和散裝袋卸料機(jī)的設(shè)計(jì)合并為一個(gè)單元，使物料流入拾取點(diǎn)。該設(shè)計(jì)還為電纜制造商提供了使用同一件設(shè)備卸下超級(jí)麻袋或50磅袋的選項(xiàng)。

工藝設(shè)備
上游設(shè)備會(huì)影響下游設(shè)備，氣動(dòng)輸送機(jī)制造商越了解流程，就能更好地提供滿足客戶需求的系統(tǒng)。輸送機(jī)的設(shè)計(jì)可根據(jù)進(jìn)料過(guò)程設(shè)備的類(lèi)型而改變，例如重量損失喂料器，體積進(jìn)料器，混合器，擠出機(jī)，包裝和其他設(shè)備。例如，重量損失（LIW）喂料器需要快速補(bǔ)充。了解設(shè)備正在裝入LIW喂料器會(huì)影響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。目標(biāo)是開(kāi)發(fā)面部護(hù)理產(chǎn)品，并開(kāi)發(fā)在必要的價(jià)格點(diǎn)上保持質(zhì)量的工藝，因此需要高速輸送和分配其混合粉末進(jìn)入包裝機(jī)械。

在這個(gè)應(yīng)用程序中，粉末如何傳送到螺旋填充物嚴(yán)重影響粉末的自動(dòng)起泡特性。如果粉末顆粒變得太小，則產(chǎn)品在使用時(shí)會(huì)起泡得太快。如果顆粒變得太大，起泡過(guò)程花費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)。改變密度，組分混合和紋理會(huì)產(chǎn)生不一致的填充率或體積 – 兩者都不能用于質(zhì)量控制。

由于粉末會(huì)改變螺旋加料頭的密度，導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)奶畛洌３诸^部充滿并保持適當(dāng)?shù)拿芏仁侵陵P(guān)重要的。為了在螺旋加料頭保持適當(dāng)?shù)姆勰┟芏龋瑯?biāo)準(zhǔn)設(shè)備需要定制以保持產(chǎn)品質(zhì)量。

定制系統(tǒng)使用兩個(gè)低高度的滾筒卸料站，以方便物料在真空中移動(dòng)到安裝在三個(gè)螺旋裝料器上方的定制過(guò)濾器接收器。過(guò)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(guò)濾器。

此外，一個(gè)設(shè)備檢查三個(gè)螺旋加料斗中每一個(gè)的粉末水平。當(dāng)螺旋式填料需要更多的粉末時(shí)，預(yù)定量的粉末會(huì)自動(dòng)分配以填充料斗。

為了簡(jiǎn)單和易于維護(hù)而設(shè)計(jì)，模塊化輸送系統(tǒng)具有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的接收器，可快速無(wú)需工具組裝/拆卸和輕松清潔。由于沒(méi)有縫隙和盡可能少的焊縫，滾筒翻斗站內(nèi)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(gè)輸送循環(huán)結(jié)束時(shí)，管路清洗閥清洗輸送機(jī)系統(tǒng)，以防止粉末回落并使重新啟動(dòng)更容易。

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

正壓系統(tǒng)是避免旋風(fēng)頭，無(wú)過(guò)濾材料接收器或縮小閥門(mén)的頭部空間限制的一種方式，可將材料直接轉(zhuǎn)移到低空隙區(qū)域的料斗中。

該公司希望用更衛(wèi)生的全封閉氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)替代其需要昂貴的H1潤(rùn)滑油和廣泛維護(hù)的食品級(jí)螺旋輸送機(jī)，以保護(hù)材料免受空氣，灰塵和廢物的損害。

當(dāng)公司有嚴(yán)格的高度限制時(shí)，真空吸塵器有時(shí)位于室外。如有可能，對(duì)輸送設(shè)備的修改使其能夠安裝在空間內(nèi)。

在這種情況下，過(guò)濾器蓋需要修改以適應(yīng)狹窄的空間，并且由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的文丘里管用于產(chǎn)生真空。在天花板高度不成問(wèn)題的地區(qū)，采用了電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的真空泵。

由于封閉式系統(tǒng)比開(kāi)放式系統(tǒng)更清潔，因此更符合FSIS美國(guó)農(nóng)業(yè)部嚴(yán)格的規(guī)定。

為了進(jìn)一步滿足公司嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)并更好地適應(yīng)其檢測(cè)系統(tǒng)，不銹鋼環(huán)取代了固定過(guò)濾器的鐵環(huán)。

工廠場(chǎng)地和行業(yè)環(huán)境
除了了解材料特性，流量和下游設(shè)備工藝之外，輸送機(jī)制造商還需要知道工廠的地理位置以及設(shè)備在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)所處的工業(yè)環(huán)境類(lèi)型。

就像在較高海拔的烹飪需要改變一樣，高度也會(huì)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(yīng)用，但在空氣密度較低的丹佛（海拔一英里）應(yīng)用相同的應(yīng)用需要7.5 -HP真空泵。

氣動(dòng)輸送系統(tǒng)中的部件，如上面的真空泵或前面提到的不銹鋼環(huán)是可以互換的 – 有時(shí)兩個(gè)具有相同設(shè)計(jì)的系統(tǒng)之間的差異是構(gòu)成部件的材料。

傳送帶制造商必須知道系統(tǒng)是否需要衛(wèi)生設(shè)計(jì)，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(tǒng)中，所有設(shè)備必須相互補(bǔ)充。如果一件設(shè)備太大或太小，都會(huì)使系統(tǒng)無(wú)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(guò)濾器的空氣與布料的比例，以便過(guò)濾器不會(huì)碎裂或粘結(jié)。如果物料無(wú)法進(jìn)入傳送線，則無(wú)法傳送。

這10個(gè)因素提供了關(guān)鍵信息，允許輸送機(jī)制造商評(píng)估應(yīng)用程序和定制設(shè)備，以便他們的客戶可以專(zhuān)注于制造他們的產(chǎn)品而不是物料轉(zhuǎn)移。