راه حل های فیلتراسیون انتقال پنوماتیک

انتقال پنوماتیک یک فرآیند مهم برای بسیاری از صنایع از جمله تولید پلاستیک، فرآوری و بسته بندی مواد غذایی و حمل و نقل و ذخیره سازی بذر کشاورزی است. راه حل های فیلتراسیون و خفه کردن صدا بخش جدایی ناپذیر یک سیستم انتقال پنوماتیک موثر هستند. وظایف از محافظت از تجهیزات متحرک هوا تا خاموش کردن صدای منتشر شده از تجهیزات را شامل می شود. فیلتراسیون برای تمیز کردن هوای جوی که از طریق ورودی دمنده/پمپ وارد فرآیند می شود و هر دریچه تخلیه هوا یا دریچه خلاء در سیستم ضروری است. این مقاله در مورد فرآیند انتقال پنوماتیک و اهمیت فیلتراسیون انتقال پنوماتیک بحث می کند.

سیستم انتقال پنوماتیک چیست؟

انتقال پنوماتیک فرآیندی است که از هوا برای انتقال محصول فله ای مانند پودرها، قرص ها و سایر مواد جامد از نقطه A به نقطه B در لوله استفاده می کند. انتقال موفقیت آمیز مواد به جریان هوا بین نقطه شروع و انتهای سیستم متکی است. جریان معمولاً با استفاده از دمنده، کمپرسور، فن یا پمپ خلاء حاصل می شود.

طراحان و سازندگان سیستم انتقال پنوماتیک، هنگام انتخاب مناسب‌ترین سیستم انتقال پنوماتیک، نوع محصولی که منتقل می‌شود را در نظر می‌گیرند.

انواع انتقال اولیه

رایج ترین نوع سیستم انتقال پنوماتیک، سیستم فاز رقیق یا لاغر (lean phase system) است که در آن جریان هوا می تواند با استفاده از تجهیزات فشار یا خلاء ایجاد شود. فشارهای عملیاتی معمولاً در محیط‌های تحت فشار کمتر از 1 بار (گرم) است و سیستم‌های خلاء معمولاً حدود 500 میلی‌بار کار می‌کنند. این سیستم ها از سرعت بالایی برای سیال کردن محصول در جریان هوا استفاده می کنند.

انتقال پنوماتیک فاز متراکم به عنوان روشی برای جابجایی مواد سنگین، شکننده یا ساینده با سرعت کم استفاده می شود. مواد در طول یک لوله محصور با سرعت کم حرکت می کنند. این باعث می‌شود که هم در لوله‌کشی سیستم و هم موادی که منتقل می‌شوند، سایش و خوردگی کمتری وجود داشته باشد. بنابراین، فاز متراکم اغلب سیستم انتخابی زمانی است که مواد باید در فواصل طولانی منتقل شوند.

سرعت جهش ناگهانی

یک عامل مشترک در فرآیند طراحی انتقال پنوماتیک، محاسبه سرعت جهش ناگهانی است. سرعت جهش ناگهانی سرعت هوایی است که در زیر آن مواد جامد منتقل شده در انتهای لوله های افقی شروع به ته نشین شدن می کنند. این اطلاعات برای انتخاب نوع تجهیزات مناسب مورد نیاز برای یک سیستم انتقال موفق مهم است. تجهیزات نادرست جابجایی هوا می تواند به محصولات در حال انتقال آسیب برساند یا به طور کلی از انتقال محصولات جلوگیری کند. برای انتقال جامدات حجیم مانند پودر یا گرانول، حداقل سرعت انتقال هوا باید بالاتر از سرعت جهش ناگهانی باشد.

انواع تجهیزات جابجایی هوا

انواع مختلفی از فناوری های جابجایی هوا در کاربردهای انتقال پنوماتیک به کار می رود که توسط سازنده سیستم تصمیم گیری می شود. در سیستم های انتقال فشار مثبت، انواع تجهیزات حرکت هوا عبارتند از:

دمنده

لوب چرخشی / جابجایی مثبت (PD)، گریز از مرکز و غیره.

کمپرسور

پیچ دوار، گریز از مرکز، تیغه و غیره.

فن

شعاعی

در سیستم های انتقال فشار منفی (خلاء)، انواع تجهیزات جابجایی هوا عبارتند از:

پمپ خلاء

پره چرخشی، چنگال، حلقه مایع، کانال جانبی، پیچ، اگزوز Roots Style (PD Blower)

فیلترها سیستم را کامل می کنند

بدون فیلتراسیون انتقال پنوماتیک، یک سیستم انتقال پنوماتیک در معرض خطر کاهش عملکرد تجهیزات از جمله خرابی و آلودگی فرآیند است که می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های استهلاکی شود.

توقف یک فرآیند هم ناخواسته و هم پرهزینه است. یکی از عوامل رایج در از کار افتادن فرآیند، خرابی تجهیزات ناشی از آلاینده‌های محیطی و مواد فرآیندی است که وارد تجهیزات انتقال هوا می‌شوند. با انتخاب فیلتراسیون مشخص شده می توان از این امر جلوگیری کرد.

فیلترهای ورودی و خفه کن نقش مهمی در حفاظت از تجهیزات جابجایی هوا با فشار مثبت دارند. بدون فیلتر با اندازه مناسب، اشیاء خارجی مانند گرد و غبار و ذرات معلق در هوا، حشرات، حیوانات یا سخت افزار (آجیل، پیچ و مهره و غیره) در معرض خطر کشیده شدن به داخل تجهیزات هستند. این می تواند منجر به خرابی دستگاه و خرابی سیستم شود. افزودن یک فیلتر با کیفیت بالا برای تمیز کردن هوای ورودی و محافظت از دمنده، کمپرسور یا فن می تواند احتمال خرابی را کاهش دهد. هنگامی که نویز در محیط اطراف مشکل است، خاموش کردن را می توان با فیلتر در یک راه حل فشرده به نام خاموش کننده فیلتر ورودی ادغام کرد.

بسته به شرایط عملیاتی و قابلیت‌های تجهیزات، می‌توان یک رسانه فیلتر مخصوص هدف را انتخاب کرد تا الزامات عملکرد و راندمان حذف را برآورده کند. به عنوان مثال، یک محیط بسته بندی مواد غذایی ممکن است به فیلتر هوای ذرات با کارایی بالا (HEPA) درجه E12 نیاز داشته باشد تا 99.97٪ از بار ذرات را در 0.3 میکرون یا بالاتر از آن جذب کند. در این سناریو، اندازه فیلتر برای اطمینان از اینکه افت فشار در سراسر فیلتر تأثیر ناچیزی بر عملکرد تجهیزات دارد، بسیار مهم است.

در سمت فرآیند/تحویل تجهیزات متحرک هوا با فشار مثبت، اغلب درخواست راه حل های فیلتراسیون انتقال پنوماتیک در کاربردهای انتقال پنوماتیک وجود دارد. این فیلترهای سبک خطی از مواد فرآیند در برابر ذرات خارجی محافظت می کنند و تحویل هوای تمیز را اطمینان می دهند. باز هم، اندازه‌گیری برای اطمینان از اینکه تجهیزات جابجایی هوا می‌توانند در سطوح عملکرد بهینه کار کنند، بسیار مهم است.

در صنعت داروسازی، فیلتر درون خطی معمولاً به دلیل ماهیت حساس محصول در حال انتقال مشخص می شود. در صورت آلوده شدن، هزینه اسقاط محصول می تواند بسیار بالا باشد. در بسیاری از موارد، به دلیل خواص حذف ارائه شده، راندمان حذف 99.995% در 0.1 میکرون، به یک رسانه فیلتر با راندمان بالا مانند فیلتر هوای ذرات بسیار کم درجه H14 (ULPA) نیاز است.

چالش بالقوه دیگری که باید برای فیلتراسیون انتقال پنوماتیک در نظر گرفته شود، جداسازی مایعاتی است که ممکن است بین تجهیزات جابجایی هوا و فرآیند وجود داشته باشد. برخی از فناوری ها از روغن به عنوان مایع روان کننده استفاده می کنند و در صورت خرابی، روغن می تواند به سیستم انتقال، انتقال یابد. یک مجموعه جداکننده روغن درون خطی می تواند اطمینان حاصل کند که سطوح بالای روغن با موفقیت از جریان هوا خارج می شود. این امر از طریق راه‌حل‌های جداسازی چند مرحله‌ای به دست می‌آید که شامل انواع فناوری‌های مکانیکی از جمله بافل کردن، تغییرات سرعت و جهت، و بسته رسانه‌ای ادغام‌کننده مه روغن با راندمان بالا مرحله نهایی است.

در سیستم های انتقال فشار منفی یا خلاء، محلول های فیلتراسیون به عنوان محافظ برای پمپ خلاء عمل می کنند. خواص و ویژگی های ماده منتقل شده به شدت بر انتخاب سبک محفظه فیلتر مناسب، مواد ساخت و ساز و محیط فیلتر لازم برای بهینه سازی عملکرد و طول عمر تأثیر می گذارد. (به عنوان مثال، پلاستیک، سیمان، خاکستر بادی، آرد، غلات، و غیره) انتخاب بهترین فیلتر برای کار مهم است، و برخی از عوامل وجود دارد که باید در هنگام بررسی مشخصات در نظر گرفته شود.

به عنوان مثال، اندازه میکرون محصول در حال انتقال چقدر است؟ اگر یک محصول درشت مانند گلوله های پلاستیکی باشد، یک محیط پلی استر صنعتی با کارایی 5 میکرون احتمالا برای این کار کافی است.

سطوح بار گرد و غبار ورودی چقدر است؟

در بسیاری از سیستم های انتقال پنوماتیک، چالش ذرات به فیلتر می تواند بسیار مهم باشد. اگر بار ذرات بسیار زیاد باشد، فیلترها می توانند خیلی سریع مسدود شوند، که منجر به فواصل تعمیر و نگهداری بیش از حد و زمان توقف فرآیند می شود. در این سناریوها، یک مجموعه فیلتر اولیه ممکن است به سرعت خراب شود و در صورت عدم نگهداری صحیح از فیلتر منجر به اختلاف فشار بالا و کاهش عملکرد تجهیزات شود.

یک راه‌حل ایده‌آل در این مورد، یک سیستم فیلتراسیون انتقال پنوماتیک چند مرحله‌ای با مجموعه‌ای از پیش پاک‌کننده برای رسیدگی به بخش عمده گرد و غبار و به دنبال آن یک فیلتر ذرات اولیه است.

یکی دیگر از گزینه های راه حل تخصصی شامل یک سیستم فیلتراسیون فیلتر خود تمیز شونده مانند سری پالس معکوس RST است. یک سیستم پالس معکوس از هوای فشرده برای پاکسازی عنصر فیلتر بارگذاری شده از گرد و غبار جمع‌آوری‌شده استفاده می‌کند و آن را به یک سیستم فیلتراسیون خود تمیز شونده تبدیل می‌کند. هر دو گزینه به افزایش عمر فیلتر اولیه کمک می کنند، بنابراین فواصل سرویس و نگهداری را افزایش می دهند. نتیجه کار افزایش حداکثر زمان کارکرد فرآیند است.

در کاربردهای دمای بالا که جریان گاز بیش از 100 درجه سانتیگراد است، رسانه فیلتر باید متناسب با محیط کار تنظیم شود. بسته به نیازهای راندمان فیلتراسیون، می توان یک رسانه فیلتر مناسب با دمای بالا را برای اطمینان از طول عمر انتخاب کرد. انتخاب های رسانه ای شامل الیاف آرامید، فایبرگلاس، و فولاد ضد زنگ بافته شده، از جمله موارد دیگر است.

اگر برنامه شامل رطوبت باشد، یک مجموعه جداکننده مایع/فیلتر خلاء چند مرحله‌ای طراحی شده است تا چالش‌های ناشی از فرآیند را مدیریت کند. بیشتر فناوری‌های پمپ خلاء هنگام آلوده شدن به مایع عملکرد خوبی ندارند و بنابراین فیلتراسیون و جداسازی مناسب مهم است.

اگر چالش مایع حاوی مواد شیمیایی تیز یا مواد خورنده باشد، مصالح ساختمانی مجموعه فیلتر و عنصر فیلتر باید مقاوم باشند. مواد مناسب برای محیط های خورنده عبارتند از فولاد ضد زنگ، آلومینیوم یا پلاستیک برای محفظه ها و انواع مواد مصنوعی یا فلزی برای عناصر فیلتر. پوشش‌های تخصصی مانند PTFE یا ترکیبی از پرایمر و رنگ چند لایه را می‌توان روی محفظه‌های فلزی اعمال کرد تا مقاومت در برابر خوردگی را نیز بهبود بخشد.

برخی از فناوری های پمپ خلاء مانند پره دوار، پیچ دوار، پیستون دوار و حلقه مایع از روغن به عنوان سیال روان کننده استفاده می کنند. در شرایط کار سخت، پمپ خلاء می تواند غبار روغن و دود را به محیط کار تخلیه کند. اگرچه اکثر سیستم های پمپ خلاء مهر و موم شده روغن مجهز به جداکننده هوا/روغن هستند، گاهی اوقات فیلتر پولیش برای تمیز نگه داشتن محیط کار و عاری از غبار روغن ضروری است.

منطقه دیگری که در آن فیلتراسیون انتقال پنوماتیک مهم است، دریچه های تخلیه هوا یا خلاء است. هنگامی که یک شیر خلاء تخلیه هوا فعال می شود، هوا وارد سیستم می شود و می تواند آلاینده ها را به جریان هوای فرآیند وارد کند. افزودن فیلتر در این نقطه ورودی هوا از تجهیزات جابجایی هوا محافظت می‌کند و به اطمینان از یکپارچگی محصول برای طراحی‌های سیستم فشار کش کمک می‌کند. خفه کن فیلتر یک انتخاب محبوب است، زیرا ویژگی های کاهش نویز به کاهش نویز ساطع شده از سیستم کمک می کند که ناشی از هجوم هوا از طریق دهانه شیر است. بدون صدا خفه کن در محل، صدا می تواند بلند و برای گوش انسان ناراحت کننده باشد.

فیلترهای تنفس سیلو بخش مهمی از سیستم را تشکیل می دهند. آنها برای تمیز کردن تهویه هوا از سیلو که حاوی ذرات محصول در حال دمیدن به سیلو است، عمل می کنند. یک مجموعه فیلتر هوا یا فیلتر هوا با اندازه مناسب به کاهش تخلیه محصول در محیط کمک می کند. مانند تمام فیلترهای توضیح داده شده، اندازه یک عامل مهم است که حداقل محدودیت را در تجهیزاتی که برای محافظت از آن طراحی شده است تضمین می کند.

سرویس فیلتر!

تمام فیلترها نیاز به تعمیر و نگهداری دوره ای دارند. بدون بررسی‌های منظم، فیلتر می‌تواند مملو از آلاینده‌هایی شود که منجر به افت فشار بیش از حد و کاهش عملکرد سیستم می‌شود. انواع مختلف رسانه فیلتر ممکن است به طور متفاوتی سرویس شوند. برخی از آن‌ها به‌عنوان آیتم‌های منفرد طراحی شده‌اند، یعنی اکثر عناصر فیلتر کاغذی. برخی از مواد مصنوعی مانند پلی استر ممکن است با شستن، مسواک زدن یا جاروبرقی تمیز شوند تا گرد و غبار جمع شده از بین برود. اجرای یک برنامه نگهداری پیشگیرانه برای اطمینان از حداکثر زمان کارکرد فرآیند بسیار مهم است.

ملاحظات خاص فیلتراسیون انتقال پنوماتیک

گواهی ATEX اغلب در برنامه های کاربردی انتقال پنوماتیک درخواست می شود. این یک استاندارد اتحادیه اروپا است که به دنبال به حداقل رساندن احتمال انفجارهای مربوط به تجهیزاتی است که در محیط های گازی یا گرد و غبار بالقوه انفجاری کار می کنند. مجموعه های فیلتر ممکن است به گواهی ATEX نیاز داشته باشند زیرا به طور بالقوه به دلیل ایجاد الکتریسیته ساکن به عنوان منبع احتراق عمل می کنند.

محفظه فیلتر دارای رتبه ATEX به گونه ای طراحی شده است که محفظه، عنصر فیلتر و سایر اجزای دیگر رسانای الکتریکی باشند و بنابراین در صورت اتصال مناسب به زمین قادر به ایجاد بار استاتیک نیستند. محصولات فیلتراسیون دارای گواهی ATEX تحت یک تست آزمایشی دقیق قرار می گیرند. پلاک‌های نام و اسنادی که شرایط عملیاتی مناسب را تأیید می‌کنند برای هر محفظه فیلتر استاندارد هستند.

مصالح ساختمانی فولاد ضد زنگ اغلب برای مجموعه فیلتر مورد نیاز است تا الزامات کاربردی خاص را برآورده کند، از مشکلات ناشی از خوردگی جلوگیری کند، یا سایش و پارگی عمومی را به حداقل برساند. جنس کار بسته به صنعت و ماهیت فرآیند از فولاد ضد زنگ 304 تا 316L متغیر است. در کاربردهایی که محیط عملیاتی خشن است یا ماهیت محصول منتقل شده به ویژه تهاجمی است، ممکن است پوشش‌های سفارشی روی مخزن فیلتر فلزی اعمال شود تا در برابر چالش مقاومت کنند، مانند پوشش‌های PTFE، اپوکسی‌های درجه بالا یا رنگ‌های فولادی ضد زنگ.

در برخی موارد که فشار کاری بیش از 0.5 بارگ (7.5 PSI) است، ممکن است برای برآورده کردن استانداردهای ایمنی منطقه، ساخت PED (دستورالعمل تجهیزات فشار) یا بخش VIII ASME مورد نیاز باشد. استانداردهای مخازن تحت فشار بسته به کشور و منطقه متفاوت است، بنابراین دانستن الزامات محلی هنگام انتخاب فیلتراسیون برای سیستم انتقال پنوماتیک مهم است.

نتیجه ای بر فیلتراسیون انتقال پنوماتیک

اگرچه چندین متغیر وجود دارد که باید هنگام طراحی یک سیستم انتقال پنوماتیک موثر در نظر گرفت، یک چیز ثابت است: فیلتراسیون ضروری است. محلول های فیلتراسیون مناسب از تجهیزات جابجایی هوا محافظت می کند و خلوص محصول منتقل شده را حفظ می کند.

شرکت بادافزار کاوه یک متخصص پیشرو در صنعت ساخت فن بزرگ صنعتی، صدا خفه کن (سایلنسر) و دیگر موارد است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات ما یا ثبت سفارش، لطفاً از طریق فرم آنلاین ما با ما تماس بگیرید و یکی از اعضای تیم فنی به زودی با شما تماس خواهد گرفت.