방해 전파 방지 로터리 밸브: 작동 방식 및 사용 장소

방해 전파 방지 로터리 밸브의 정의와 중요성

에이 로터리 밸브 회전식 에어록, 회전식 피더 또는 셀룰러 휠 밸브라고도 불리는 이는 밸브 본체 전체에 기압차를 유지하면서 공압 이송 또는 중력 공급 처리 시스템을 통해 벌크 고체 물질을 계량하는 기계 장치입니다. 표준 로터리 밸브 설계에서는 다중 블레이드 로터가 정밀 공차 하우징 내부에서 회전하고 벌크 재료가 각 로터 포켓을 차례로 채우고 하우징을 통해 운반되어 출구에서 배출됩니다. 취급하는 재료가 점착성이 있거나, 섬유질이거나, 깨지기 쉬우거나, 모양이 불규칙할 때 문제가 발생합니다. 입자가 로터 팁과 하우징 보어 사이에 끼어 로터가 정지할 수 있습니다(재밍이라고 알려진 상태).

에이nti jamming rotary valves 입자가 갇히거나 로터가 잠기는 것을 방지하는 설계 기능을 통합한 특별히 설계된 변형입니다. 이러한 특징에는 수정된 로터 형상, 입구의 확대되거나 완화된 하우징 보어, 기울어지거나 나선형 로터 블레이드, 스프링 장착 로터 팁 또는 이러한 요소의 조합이 포함될 수 있습니다. 그 결과 동일한 응용 분야에서 기존 로터리 밸브를 괴롭히는 작동 중단, 모터 과부하 및 기계적 손상 없이 큰 입자 크기, 높은 수분 함량 또는 불규칙한 형태를 포함한 까다로운 벌크 재료를 처리할 수 있는 밸브가 탄생했습니다.

로터리 밸브의 막힘으로 인한 운영상, 경제적 결과는 상당합니다. 막힌 밸브는 전체 업스트림 또는 다운스트림 프로세스를 중단시키고, 모터 보호 트립을 유발하며, 막힘이 심각한 경우 로터 블레이드가 절단되거나 하우징 보어가 손상되거나 부서지기 쉬운 로터 팁 씰이 파손될 수 있습니다. 시멘트 생산, 바이오매스 발전, 식품 가공, 화학 제조와 같은 연속 가공 작업에서 계획되지 않은 가동 중단은 올바르게 지정된 전파 방해 방지 장비에 대한 자본 투자보다 훨씬 더 많은 비용을 발생시킵니다. 처음부터 방해 전파 방지 로터리 밸브를 선택하면 이러한 실패 모드가 완전히 제거됩니다.

로터리 밸브 걸림의 근본 원인

재밍 방지 로터리 밸브 설계가 문제의 원인을 해결하는 방법을 이해하려면 재밍이 발생하는 이유를 이해하는 것이 필수적입니다. 기존 로터리 밸브의 걸림은 일반적으로 다음 재료 및 작동 특성 중 하나 이상으로 인해 발생합니다.

• 로터 포켓 깊이에 비해 입자 크기가 너무 큽니다. 입자의 가장 큰 치수가 로터 포켓의 반경 방향 깊이에 접근하거나 초과하면 포켓 내에 완전히 안착될 수 없습니다. 로터가 회전하면 돌출된 입자가 하우징 보어에 밀려 로터 팁과 하우징 사이에 끼어 로터를 정지시키는 기계적 잠금 장치가 생성됩니다.
• 섬유질 또는 끈끈한 재료: 나무 조각, 짚, 바이오매스 펠렛, 재활용 종이 섬유 및 특정 식품 성분과 같은 물질은 로터 샤프트 주위를 감싸거나 포켓 개구부를 가로지르거나 회전이 불가능할 때까지 로터 블레이드와 엔드 플레이트 사이에 점진적으로 축적되는 경향이 있습니다.
• 응집성 또는 끈적끈적한 벌크 고체: 수분 함량이 높은 재료, 지방이나 설탕 함량이 높은 제품, 흡습성 분말은 로터 포켓 내에서 압축되어 내부 표면에 접착될 수 있습니다. 압축된 플러그는 방전에 저항하여 결국 로터의 움직임을 방지합니다.
• 입구에서의 입자 브리징: 밸브 입구 개구부가 최대 입자 크기보다 약간 더 큰 경우 입자는 입구 개구부를 가로질러 아치 또는 브리지를 형성하여 재료가 균일하게 포켓에 들어가는 것을 방지하고 로터에 측면 힘을 생성하는 고르지 않은 로딩을 유발할 수 있습니다.
• 잘못된 로터 팁 간격: 표준 로터리 밸브는 공기 누출을 최소화하기 위해 팁과 보어 간 간격(일반적으로 0.1~0.25mm)이 매우 조밀하게 제조됩니다. 이는 미세한 분말에 적합하지만 거칠거나 불규칙한 재료를 사용하는 경우 정상 작동 중에 틈으로 이동하는 입자에 대한 허용 오차는 없습니다.

이러한 원인 각각은 서로 다른 엔지니어링 대응을 요구합니다. 이것이 바로 방해 전파 방지 로터리 밸브가 단일 제품이 아니라 각각 특정 방해 전파 메커니즘 및 재료 유형에 최적화된 일련의 설계 솔루션인 이유입니다.

방해 전파 방지 로터리 밸브의 주요 설계 특징

에이nti jamming rotary valve designs have evolved significantly over the past three decades, driven by the expansion of biomass energy, recycling, and specialty chemical processing sectors that routinely handle problematic bulk materials. The most effective and widely adopted design features are described below.

입구 릴리프 존

가장 영향력 있는 방해 전파 방지 기능은 다음과 같은 기능을 통합하는 것입니다. 입구 릴리프 존 - 하우징 상부, 재료 입구 바로 아래에 가공된 오목부 또는 넓어진 보어 섹션. 이 영역에서는 하우징의 나머지 부분에서 유지되는 긴밀한 작동 간격과 비교하여 로터 팁과 하우징 사이의 간격이 의도적으로 수 밀리미터로 증가됩니다. 이렇게 확대된 간격으로 인해 아직 로터 포켓에 완전히 들어가지 않은 대형 입자나 섬유가 쐐기 모양 없이 로터 팁을 통과할 수 있습니다. 입구 영역을 지나면 입자가 포켓 내에 완전히 들어가고 하우징 보어는 나머지 회전 동안 정상 간극으로 돌아갑니다. 입구 릴리프 구역만으로도 거친 재료 응용 분야에서 입자 크기와 관련된 재밍 사고의 대부분을 해결합니다.

나선형 또는 비뚤어진 로터 블레이드

기존 로터리 밸브는 로터 샤프트와 평행하게 정렬된 직선 방사형 블레이드를 사용합니다. 방해 전파 방지 설계에서 블레이드는 종종 다음과 같이 제조됩니다. 나선형 비틀림 또는 기울임 각도 — 일반적으로 로터 길이를 따라 30° ~ 45°입니다. 이 기하학적 구조는 주어진 순간에 각 블레이드가 전체 블레이드 면을 따라 동시에 접촉하는 것이 아니라 길이의 일부에 걸쳐 재료와 접촉한다는 것을 의미합니다. 나선형 블레이드는 평평한 면으로 밀기보다는 응집성 또는 섬유질 재료를 효과적으로 절단하여 모터 보호 트립을 유발하는 토크 스파이크를 극적으로 줄이고 섬유질 제품 응용 분야에서 걸림을 유발하는 점진적인 재료 축적을 방지합니다.

스프링 장착형 또는 조정 가능한 로터 팁

일부 방해 전파 방지 로터리 밸브 설계에는 스프링 장착 로터 팁 인서트 — 일반적으로 UHMWPE, 나일론 또는 황동 — 제어된 스프링 힘에 따라 하우징 보어에 대해 방사상으로 예압됩니다. 입자가 팁과 보어 사이에 끼면 팁이 스프링 힘에 대해 반경 방향 안쪽으로 편향되어 로터를 정지시키지 않고 입자가 통과할 수 있습니다. 장애물이 제거되면 스프링이 팁을 작동 위치로 되돌립니다. 이 기능은 업스트림에서 안정적으로 제외할 수 없는 가끔씩 큰 조각이나 이물질(예: 농산물의 돌 또는 재활용 스트림의 금속 조각)이 있는 재료에 특히 효과적입니다.

개방형 로터 디자인

섬유질이 많은 재료(나무 조각, 짚, 사탕수수, 잘게 썬 폐기물)의 경우 기존의 폐쇄형 로터를 사용하면 밸브가 멈출 때까지 로터 표면과 하우징 엔드 플레이트 사이에 섬유가 쌓이게 됩니다. 는 개방형 로터 디자인 엔드 플레이트를 완전히 제거하거나 로터 블레이드 팁에서 상당히 오목하게 들어가 섬유 축적이 시작되는 표면을 제거합니다. 나선형 블레이드와 결합된 개방형 구성을 통해 섬유질 재료는 샤프트를 감싸거나 데드 존에 쌓이지 않고 밸브를 지속적으로 통과할 수 있습니다.

블레이드 수 감소

표준 로터리 밸브는 일반적으로 8~12개의 로터 블레이드를 사용하여 공기 누출을 최소화하고 원활한 체적 공급 속도를 제공합니다. 거친 또는 섬유질 재료에 대한 전파 방해 방지 변형은 종종 다음과 같이 설계됩니다. 블레이드 수를 4개에서 6개로 줄였습니다. , 브리징 없이 더 큰 입자 크기를 수용할 수 있는 더 깊고 넓은 포켓을 만듭니다. 회전당 약간 더 높은 공기 누출이라는 ​​트레이드오프는 꽉 막힌 에어록 성능보다 방해 방지가 우선시되는 응용 분야, 특히 중력 방출 또는 낮은 차압 이송 시스템에서 허용됩니다.

방해 전파 방지 로터리 밸브가 필요한 산업 및 응용 분야

에이nti jamming rotary valves are not a niche product — they are the correct specification across a broad range of processing industries wherever bulk material characteristics fall outside the capability of standard rotary valve designs. The following sectors account for the majority of anti jamming valve installations:

방해 전파 방지 로터리 밸브의 재료 및 구조 사양

방해 전파 방지 로터리 밸브를 구성하는 데 사용되는 재료는 방해 전파 방지 설계 기능으로 인해 발생하는 기계적 응력과 취급되는 대량 재료의 화학적 및 마모 요구 사항을 모두 해결해야 합니다. 몇 가지 건설 사양이 특히 중요합니다.

• 하우징 재질: 주철은 가공성과 비용 측면에서 범용 응용 분야의 표준입니다. 연성철 또는 가공된 연강은 무겁거나 마모성이 있는 재료에 내충격성이 필요한 곳에 사용됩니다. 스테인레스강(304 또는 316L)은 위생 기준이 적용되는 경우 표면 마감이 Ra 0.8μm 이상인 식품 등급, 제약 및 부식성 화학 응용 분야에 사용됩니다.
• 로터 소재 및 표면 처리: 연마 작업용 로터는 일반적으로 Ni-Hard 주철로 제조되거나 텅스텐 카바이드 코팅 블레이드 팁이 장착되어 고실리카 또는 클링커 처리 작업에서 연강보다 몇 배 더 긴 마모 수명을 제공합니다. 식품 가공의 경우 표면이 광택 처리된 오스테나이트계 스테인리스 스틸 로터는 제품 오염을 방지하고 FDA 및 EHEDG 요구 사항을 준수합니다.
• 로터 팁 씰: 표준 팁 씰은 로터 블레이드 슬롯에 고정된 고무 또는 UHMWPE 스트립입니다. 마모성 물질을 처리하는 방해 전파 방지 밸브는 연장된 서비스 간격을 위해 세라믹 강화 폴리머 팁이나 경화 금속 팁을 지정하는 경우가 많습니다. 스프링 장착 팁 디자인은 스프링 속도가 응용 분야의 예상 입자 충격력과 일치하는 사전 압축된 폴리머 인서트를 사용합니다.
• 드라이브 시스템: 방해 전파 방지 로터리 밸브는 까다로운 재료를 위해 설계되었으므로 구동 시스템은 입자 섭취 중에 생성되는 더 높은 피크 토크를 견딜 수 있어야 합니다. 서비스 팩터 2.0 이상의 직결형 헬리컬 기어 감속기가 표준입니다. 가변 주파수 드라이브(VFD)는 회전자 속도 최적화를 허용하고 부하 상태에서 밸브 시동 중 기계적 충격을 줄이는 소프트 스타트 기능을 제공하기 위해 점점 더 많이 지정되고 있습니다.

귀하의 공정에 적합한 방해 전파 방지 로터리 밸브를 선택하는 방법

올바른 재밍 방지 로터리 밸브를 선택하려면 벌크 재료 특성, 공정 조건 및 시스템 요구 사항을 체계적으로 평가해야 합니다. 다음 매개변수를 순서대로 처리하면 사양이 모든 관련 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

• 최대 입자 크기 및 입자 크기 분포: 95번째 백분위수 입자 크기(특이한 이물질을 제외하고 정상 작동 시 나타나는 가장 큰 입자 크기)를 식별합니다. 브리징을 방지하려면 로터 포켓 깊이가 이 치수의 2.5배 이상이어야 하며 흡입구 릴리프 영역은 간섭 없이 동일한 최대 크기를 수용해야 합니다.
• 부피 밀도 및 필요한 체적 처리량: 재료의 질량 유량과 부피 밀도로부터 필요한 밸브 변위(시간당 리터)를 계산합니다. 필요한 처리량이 선택한 로터 속도에서 밸브의 최대 이론 용량의 50~80% 범위 내에 들어가고 밀도 변화 및 공급 서지에 대한 헤드룸을 남겨두는 밸브 크기를 선택합니다.
• 밸브 전체의 차압: 밸브가 밀봉해야 하는 압력 차(전달 라인 압력과 밸브 입구 위의 대기압 또는 용기 압력 간의 차이)를 결정합니다. 차압이 높을수록 로터 팁 간극이 더 작아야 하며 이는 방해 전파 방지 요구 사항과 충돌할 수 있습니다. 이러한 절충안은 설계 사양에서 명시적으로 해결되어야 하며 때로는 2단계 에어록 배열이 필요할 수도 있습니다.
• 재료 마모성 및 온도: 재료의 마모 지수(사용 가능한 경우)와 작동 온도를 특성화합니다. 마모성이 높은 재료에는 강화된 로터 및 하우징 표면이 필요합니다. 온도가 높아지면 작동 범위에 맞는 재료와 씰이 필요하며 열팽창 허용치는 로터 팁 간극 설정에 반영됩니다.
• 규제 및 위생 요구사항: 식품, 제약, 유제품 응용 분야의 경우 적용되는 재료 사양, 표면 마감 표준 및 청소 접근 요구 사항을 확인하세요. 개방형 로터 설계와 같은 방해 전파 방지 기능은 CIP(Clean-In-Place) 또는 스트립다운 청소 절차와 호환되어야 합니다.

확실하지 않은 경우 사양을 확정하기 전에 전체 재료 데이터시트 및 프로세스 설명을 밸브 제조업체에 문의하십시오. 로터리 밸브 선택 시 가장 흔하고 비용이 많이 드는 오류(명백한 재밍 방지 애플리케이션을 위한 표준 밸브 선택 또는 구동 시스템의 소형화)는 적절한 사전 엔지니어링을 통해 완전히 피할 수 있으며 올바르게 지정된 재밍 방지 로터리 밸브의 장기적인 신뢰성 향상으로 인해 투자를 쉽게 정당화할 수 있습니다.