Przewodnik techniczny dla inżynierów instalacji, inżynierów procesu i kierowników operacyjnych
Co obejmuje ten artykuł
W tym artykule wyjaśniono, dlaczego przenośniki kubełkowe i systemy podnośników kubełkowych, choć niezawodne w przypadku gruboziarnistych, sypkich materiałów, mają trudności z obsługą drobne proszki i proszków przemysłowych w nowoczesnych zakładach przetwórczych. Omówiono w nim kluczowe punkty awarii przenośników kubełkowych w przypadku stosowania z proszkami luzem. Następnie porównuje wydajność przenośników kubełkowych bezpośrednio z przenośnikami aeromechanicznymi pod względem kryteriów, które mają największe znaczenie w przemysłowym transporcie proszków. Przedstawiono również zastosowania i warunki, w których przejście na specjalnie skonstruowaną alternatywę zapewnia niższy całkowity koszt posiadania.
Problem z przenośnikami kubełkowymi i proszkami luzem
Przenośniki kubełkowe zasłużyły sobie na swoje miejsce w transporcie materiałów sypkich. W przypadku gruboziarnistych, gęstych, sypkich materiałów, takich jak ziarno, kruszywo i granulat nawozowy, są one niezawodne i opłacalne. Jednak proszki przepływające przez nowoczesne zakłady przemysłowe są coraz bardziej zróżnicowane: drobniejsze, bardziej spoiste, bardziej niebezpieczne i cenniejsze. Konstrukcja przenośnika kubełkowego wykorzystuje zasadę nabierania i wyładunku odśrodkowego i ma tendencję do zmagania się z tego typu proszkami przemysłowymi.
Dla inżynierów instalacji i procesów, którzy określają lub przeglądają systemy transportowe, ten artykuł analizuje, gdzie przenośniki kubełkowe nie radzą sobie z proszkami przemysłowymi, dlaczego te niedociągnięcia mają znaczenie operacyjne i co zapewnia specjalnie zaprojektowana alternatywa.
Termin ‘proszek luzem’ obejmuje szeroki zakres materiałów o bardzo różnych wymaganiach w zakresie obsługi. W warunkach przemysłowych obejmuje to:
- sadza
- dwutlenek tytanu
- krzemionka i kaolin
- cement i popiół lotny
- proszki metali do produkcji baterii
- węglan litu
- tlenek kobaltu
- grafit
- żywice z tworzyw sztucznych i związki polimerowe
- proszki katalizatorów
- półprodukty chemiczne.
Wszystkie te materiały są przetwarzane na dużą skalę, często pod nadzorem regulacyjnym i mają ograniczoną tolerancję na utratę produktu, zanieczyszczenie lub emisje. Przenośniki taśmowe rzadko są pierwszym wyborem do przemysłowego przenoszenia proszków, ale inne systemy przenoszenia są lepiej dostosowane i częściej stosowane w przenoszeniu proszków materiałów sypkich.
Tam, gdzie systemy przenośników kubełkowych zawodzą w przypadku drobnych proszków przemysłowych
Pył i emisje
Obudowy podnośników kubełkowych to wieloczęściowe obudowy zbudowane wokół ruchomej taśmy lub łańcucha przenośnika kubełkowego. Punkty załadunku i rozładunku, drzwi dostępowe i obszary zużycia generują pył niezorganizowany. Zatrzymywanie tego pyłu jest obowiązkiem w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy w przypadku materiałów o dopuszczalnych wartościach narażenia zawodowego (OEL) i nie powinno być traktowane jako kwestia porządkowa. Zarządzanie emisjami z konwencjonalnego przenośnika kubełkowego zazwyczaj wymaga dodatkowej infrastruktury do zbierania pyłu, bieżącej konserwacji uszczelnień i regularnych schematów czyszczenia.
Ryzyko pyłów palnych
Wiele proszków przemysłowych jest łatwopalnych, w tym takie jak,
- aluminium
- torf
- sadza
- pył węglowy
- polietylen
- pestycydy.
Podnośniki kubełkowe są klasyfikowane jako urządzenia wysokiego ryzyka zgodnie z wytycznymi ATEX i NFPA. Możliwe jest określenie ochrony przeciwwybuchowej i odpowiednich cech konstrukcyjnych przenośników kubełkowych. Mimo to takie zabezpieczenia zazwyczaj zwiększają zarówno koszty inwestycyjne, jak i obciążenie związane z konserwacją, a także nie eliminują potrzeby przeprowadzania zdyscyplinowanych inspekcji i utrzymywania porządku.
W ocenach ryzyka związanego z pyłami palnymi podnośniki kubełkowe są często traktowane jako urządzenia o podwyższonym ryzyku ze względu na kombinację następujących czynników:
- ruchome elementy mechaniczne i punkty zużycia
- wewnętrzne nagromadzenie pyłu (jeśli sprzątanie i odsysanie są niewystarczające)
- nadmiar energii spowodowany tarciem paska, niewspółosiowością lub awarią podzespołów
- zamknięta pionowa obudowa, która może się szybko zapalić w przypadku zapłonu.
Słabe rozładowanie w przypadku spoistych i drobnych proszków
Spójne proszki, w których cząstki mają tendencję do sklejania się, gromadzą się w kubłach i nie są czysto odprowadzane do głowicy. Zatrzymany materiał zmniejsza efektywną przepustowość, stwarza ryzyko integralności wsadu w zakładach wieloproduktowych i wymaga częstych przestojów w celu oczyszczenia. Drobne proszki o niskiej gęstości, takie jak popiół lotny, stanowią odwrotny problem: napowietrzają i zalewają sekcję rozruchową, zamiast przewidywalnie wypełniać kubły.
Zużycie ścierne
Twarde proszki mineralne, takie jak piasek i klinkier cementowy, ścierają łyżki, osłony taśm i wykładzinę sekcji rozruchowej. Przekłada się to bezpośrednio na zwiększone koszty konserwacji i nieplanowane przestoje. W zastosowaniach ściernych całkowity koszt posiadania podnośnika kubełkowego jest stale wyższy niż sugeruje to sam koszt kapitałowy.
Degradacja produktu i zanieczyszczenie krzyżowe
Kruche cząstki, takie jak proszki katalizatorów, powlekane minerały i zaawansowane materiały akumulatorowe, ulegają ścieraniu pod wpływem sił nabierających, co wpływa na jakość produktu i wydajność. W zakładach wieloproduktowych geometria wewnętrznych elementów przenośnika kubełkowego sprawia, że dokładne czyszczenie jest trudne i czasochłonne, co stwarza ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego między partiami.
Przenośniki kubełkowe a przenoszenie aeromechaniczne: bezpośrednie porównanie
Różne typy przenośników przemysłowych nadają się do różnych rodzajów materiałów. System przenośników dla przemysłu spożywczego może równie dobrze sprawdzać się w przemyśle chemicznym, o ile przenoszone materiały mają podobne właściwości. Porównując typy przenośników, ważne jest, aby wziąć pod uwagę zastosowanie i przenoszone materiały. Wybór systemu transportowego.
| Kryteria | Przenośnik kubełkowy | Przenośnik aeromechaniczny |
|---|---|---|
| Ograniczenie zapylenia | Ograniczony: otwarte punkty załadunku i rozładunku | W pełni zamknięty: brak emisji niezorganizowanych |
| Ryzyko pyłów palnych | Wyższy: Tarcie taśmy, gromadzenie się pyłu | Zmniejszona: obudowa bez punktów tarcia |
| Zużycie ścierne | Znaczące na łyżkach, taśmie i obudowie | Minimalny Siły kontaktowe, niskie współczynniki zużycia |
| Wydajność rozładowania | Słaby do proszków drobnoziarnistych/spoistych | Wysoki: Czysty zrzut, minimalne pozostałości materiału |
| Czyszczenie/dostęp | Trudne: ograniczone punkty kontrolne | Prosty dostęp do czyszczenia i inspekcji |
| Ślad | Duży, Stałe prowadzenie pionowe | Kompaktowy, elastyczne prowadzenie skośne lub pionowe |
| Konserwacja | Wysoki: części zużywające się, taśma/łańcuch, łyżki | Niski: minimalna liczba ruchomych części, długie interwały |
Przenośnik aeromechaniczny Floveyor Technologia FloDisc działa na innej zasadzie. Szybki zespół linowo-tarczowy porusza się wewnątrz całkowicie zamkniętej rury, tworząc fluidalny strumień transportowy. Proszek jest przenoszony od wlotu do wylotu bez nabierania kubełkowego lub wyładunku odśrodkowego i bez otwartych punktów transferu wzdłuż ścieżki przenoszenia.
Gdy system przenoszenia materiałów jest prawidłowo dobrany i obsługiwany, praktyczne wyniki przemysłowego przenoszenia proszków za pomocą przenośnik aeromechaniczny (AMC) może obejmować:
- Ulepszona ochrona przed pyłem przez zamkniętą ścieżkę transportową z uszczelnionymi interfejsami, zmniejszając zależność od otwartych punktów transferu.
- Bardziej spójne zachowanie podczas przekazywania dla proszków, które mogą zatrzymywać się w wiadrach lub zachowywać się nieprzewidywalnie przy rozruchu, poprawiając stabilność przepustowości.
- Delikatniejsza obsługa dla proszków wrażliwych na jakość lub o wysokiej wartości, pomagając zmniejszyć ścieranie w stosunku do mechanizmów o dużej sile uderzenia.
- Czystszy zrzut z mniejszą ilością pozostałości, wspierając szybsze zmiany i zmniejszając ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego w środowiskach wieloproduktowych.
- Inny profil ryzyka dla pyłów palnych, ze zredukowanymi ścieżkami tarcia taśmy i zamkniętą rurą, jednocześnie wymagając oceny i kontroli specyficznych dla danego zastosowania.
Przenośnik aeromechaniczny może również uprościć instalację w ograniczonych zakładach dzięki kompaktowym opcjom trasowania i modułowej konstrukcji, w tym pionowym lub nachylonym trasom, w których liczy się elastyczność układu.
Tam, gdzie przejście na transport aeromechaniczny ma sens komercyjny
Argumenty przemawiające za transportem lotniczo-mechanicznym są najsilniejsze, gdy zachodzi co najmniej jedna z poniższych sytuacji:
- Proszek ma OEL, toksyczność lub wymóg utrzymania czystości co sprawia, że kontrola zapylenia jest głównym czynnikiem wpływającym na projekt.
- Materiał jest spójny, napowietrzony lub zmienny, a niezawodność napełniania lub rozładowywania kubełków jest powtarzającym się problemem operacyjnym.
- Zużycie ścierne powoduje częste interwencje, przestoje lub wysokie zużycie części zamiennych.
- Obiekt obsługuje wiele produktów i potrzebuje szybszego, bardziej niezawodnego czyszczenia i przełączania.
- Integralność cząsteczek wpływa na wydajność, wydajność lub zgodność ze specyfikacją klienta.
- Ograniczenia zakładu sprzyjają Kompaktowy routing zamiast dużych stałych urządzeń pionowych.
AMC są powszechnie oceniane w porównaniu z przenośnikami kubełkowymi w takich zastosowaniach, jak
- Obsługa pigmentów i wypełniaczy do powłok i tworzyw sztucznych
- transport materiałów akumulatorowych
- transfer katalizatora w zakładach chemicznych
- Postępowanie z sadzą w produkcji gumy i opon
- uzupełniające materiały cementowe (SCM) w produktach budowlanych
- transfer związków polimerowych w operacjach mieszania.
O co pytać w przypadku urządzeń do transportu proszków przemysłowych?
Przy odpowiedniej inżynierii wtórnej, podnośnik kubełkowy może być wykorzystywany do przenoszenia proszków. Pytanie, które należy sobie zadać, brzmi: czy warto ponosić ten wydatek, gdy specjalnie zaprojektowane alternatywy obsługują materiał bezpieczniej, czyściej i przy niższym całkowitym koszcie posiadania.
Praktyczna lista kontrolna doboru urządzeń do transportu materiałów sypkich
Podczas określania sprzętu do przemysłowego przenoszenia proszków, identyfikacja opcji o najniższym ryzyku i najniższych kosztach wymaga uwzględnienia kontroli i wpływu operacyjnego.
Ta lista kontrolna pomaga przewidzieć, czy podnośnik kubełkowy stanie się wąskim gardłem:
- Rozkład wielkości cząstek i zapylenie
- Gęstość nasypowa i tendencja do napowietrzania
- Płynność, spójność i wrażliwość na wilgoć
- Ścieralność i oczekiwane tempo zużycia
- OEL, cele w zakresie hermetyzacji i tolerancja utrzymania czystości
- Charakterystyka pyłów palnych i wymagane środki kontroli
- Potrzeby w zakresie walidacji czyszczenia i częstotliwości przezbrajania
- Przepustowość, wysokość podnoszenia i ograniczenia routingu
- Wrażliwość na degradację lub ścieranie.
Często zadawane pytania
Przenośnik kubełkowy (zwany również podnośnikiem kubełkowym) to mechaniczny system transportowy wykorzystujący szereg kubełków przymocowanych do ruchomej taśmy lub łańcucha w celu pionowego podnoszenia materiałów sypkich z niższego punktu do wyższego.
Producenci przenośników kubełkowych obejmują następujące elementy przenośnika kubełkowego:
- Wiadra: czerpaki wykonane zazwyczaj z tworzywa sztucznego, stali lub nylonu, które przenoszą materiał
- Pasek lub łańcuch: pętla ciągła, do której przymocowane są kubełki
- Sekcja głowicy (górna): gdzie materiał jest wyrzucany, gdy kubły się przewracają
- Sekcja rozruchowa (dolna): gdzie wiadra nabierają lub odbierają materiał
- Jednostka napędowa: silnik i system kół pasowych, który utrzymuje pasek/łańcuch w ruchu
- Obudowa: zamyka system w celu zapewnienia bezpieczeństwa i ograniczenia zapylenia.
Przenośniki aeromechaniczne to systemy transportu materiałów sypkich wykorzystywane do transportu proszków i materiałów ziarnistych przez rurę. Wykorzystuje on zespół lina-tarcza poruszający się z dużą prędkością, który tworzy strumień powietrza przenoszący materiał w stanie niemal nieważkości i fluidyzacji.
- Rura zewnętrzna: zamknięty odcinek rurociągu, zazwyczaj ze stali nierdzewnej, przez który przepływa materiał
- Zespół liny i tarczy: ciągła pętla z liny stalowej wyposażona w równomiernie rozmieszczone tarcze poliuretanowe lub nylonowe
- Jednostka napędowasilnik napędzający zespół liny z dużą prędkością
- Wlotgdzie materiał jest podawany do przenośnika
- Punkt wylotowy/wyładowczygdzie materiał wydostaje się na zewnątrz, często w pozycji podniesionej/pionowej.
Wybór odpowiedniego przenośnika do transportu proszków zależy od kilku kluczowych czynników związanych z materiałem, wymaganiami procesu i środowiskiem pracy. Należą do nich:
- Właściwości materiału: wielkość i rozkład cząstek, spoistość i płynność, gęstość nasypowa, ścieralność, kruchość, higroskopijność, toksyczność lub siła działania
- Wymagania procesowe: odległość i układ przenośnika, przepustowość, wysokość przenośnika, praca wsadowa i ciągła
- Higiena i hermetyzacja: żywność, neutraceutyki, chemikalia, ochrona przed pyłem, ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego
- Czynniki operacyjne i ekonomiczne: zużycie energii, wymagania konserwacyjne, koszty kapitałowe i bieżące, powierzchnia i przestrzeń, poziom hałasu.
Porozmawiaj z Floveyor o swojej aplikacji
Zespół inżynierów Floveyor współpracuje z inżynierami zakładu i procesu w celu oceny właściwości materiału i wymagań dotyczących przenoszenia. Mogą oni zorganizować testy materiału w celu sprawdzenia wydajności przed podjęciem decyzji. Skontaktuj się z nami aby omówić swoją aplikację.
English 
Chinese 
Dutch 
Finnish 
French 
German 
Hindi 
Japanese 
Korean 
Malay 
Polish 
Spanish 
Thai 
Vietnamese