대량 처리 시스템에 방해 전파 방지 로터리 밸브를 선택하는 이유는 무엇입니까?

회전식 에어록 밸브 또는 셀룰러 휠 수문이라고도 하는 회전식 밸브는 공압 이송 시스템, 집진 설비 및 벌크 고형물 처리 장비에서 가장 널리 사용되는 구성 요소 중 하나입니다. 이는 상부 공정 용기와 하부 이송 라인 또는 대기 사이의 압력차를 유지하면서 호퍼, 사이클론 및 사일로에서 벌크 재료를 계량하고 배출합니다. 섬유질 재료, 큰 입자, 끈적한 분말 또는 혼합 크기의 분체와 관련된 응용 분야에서 표준 로터리 밸브는 막힘 현상이 발생하기 쉽습니다. 즉, 재료가 로터 팁과 밸브 하우징 사이에 끼어 로터가 정지되고 공정이 중단되는 현상입니다. 방해 전파 방지 로터리 밸브는 이러한 막힘을 방지하거나 신속하게 제거하도록 특별히 설계되었으며 이를 달성하는 방법과 다양한 응용 분야에서 가장 중요한 설계 기능이 무엇인지 이해하는 것은 까다로운 대량 재료를 다루는 공정 엔지니어, 유지 관리 팀 및 장비 지정자에게 필수적인 지식입니다.

표준 로터리 밸브가 막히는 이유와 이것이 심각한 문제가 되는 경우

표준 로터리 밸브는 간단한 원리로 작동합니다. 다중 베인 로터는 공차가 가까운 원통형 하우징 내에서 연속적으로 회전하며 각 포켓이 흡입구 아래에서 회전할 때 재료는 중력에 의해 로터 베인 사이의 열린 포켓으로 떨어집니다. 로터가 계속 회전하면 채워진 포켓이 출구쪽으로 이동하고 중력 또는 공압 전달 압력으로 재료를 배출합니다. 로터 블레이드 팁과 하우징 보어 사이의 간격인 로터 팁 간극은 표준 밸브에서 일반적으로 0.1~0.3mm이며 고압 출구 측에서 저압 입구 측으로 공기 누출을 최소화하기 위해 가능한 한 작게 유지됩니다.

재밍은 입자나 섬유 가닥이 이 팁 간극에 들어가서 로터가 계속 회전할 때 로터 팁과 하우징 벽 사이에 기계적으로 갇힐 때 발생합니다. 모터의 구동 토크는 입자가 틈을 통과하도록 강제하려고 시도하지만 입자가 단단하거나 크거나 충분히 단단한 경우 압축에 저항하고 로터가 정지합니다. 일시적인 용지 걸림도 즉각적인 프로세스 중단을 초래합니다. 하류의 공압 이송 라인에서 자재 공급이 중단되고 상류의 용기가 넘치기 시작하며 수동 청소를 위해 전체 시스템을 종료해야 합니다.

끼임 현상의 빈도와 심각도는 취급되는 재료에 따라 직접적으로 달라집니다. 나무 조각, 짚, 담배, 재활용 종이 섬유 및 플라스틱 재생재와 같은 섬유질 재료는 특히 막힘이 발생하기 쉽습니다. 개별 섬유 또는 가닥이 팁 간격을 가로질러 연결되어 로터가 회전할 때 조여질 수 있기 때문입니다. 일부 식품 성분, 화학 과립 및 광물 제품을 포함하여 입자 모양이 불규칙한 거친 과립 물질도 대형 입자 또는 덩어리가 밸브에 들어갈 때 자주 막히게 됩니다. 명목상 자유롭게 흐르는 물질이라도 상류 공정에서 가끔 덩어리, 이물질 또는 불완전하게 부서진 덩어리가 포함되어 있으면 막힐 수 있습니다.

방해 전파 방지 로터리 밸브가 막힘을 방지하는 방법: 설계 원리

방해 전파 방지 로터리 밸브 여러 가지 고유한 엔지니어링 접근 방식을 통해 전파 방해 문제를 해결하며, 다양한 제품 설계에서는 이러한 접근 방식 중 하나 이상을 동시에 사용할 수 있습니다. 각 접근 방식의 기본 원리를 이해하면 지정된 재밍 방지 밸브 설계가 특정 재료 및 응용 분야에 적합한지 여부를 지정자가 평가하는 데 도움이 됩니다.

킥백(역회전) 메커니즘

가장 일반적인 방해 전파 방지 메커니즘은 회전자 부하가 설정된 임계값 이상으로 증가할 때(초기 또는 실제 회전 방해를 나타냄)를 감지하고 순방향 회전을 다시 시작하기 전에 짧은 기간(일반적으로 1~3초) 동안 회전자 회전 방향을 자동으로 바꾸는 토크 모니터링 제어 시스템입니다. 이 반동 동작은 팁 간극에 가해진 기계적 힘을 역전시켜 갇힌 입자나 섬유를 제거하여 재료가 틈에 연삭되는 대신 밸브 포켓으로 다시 떨어지도록 합니다. 첫 번째 반전으로 걸림이 해결되지 않으면 반동 사이클이 여러 번 반복될 수 있으며, 정의된 횟수만큼 실패한 사이클 후에 제어 시스템이 경보를 울리고 제어된 종료를 시작합니다.

킥백 시스템은 섬유질 및 불규칙한 재료에 효과적이며 가역 구동 모터와 토크 모니터링 제어 논리를 추가하여 표준 로터가 있는 기존 밸브에 개조할 수 있습니다. 이들의 한계는 용지 걸림이 발생한 후 반응한다는 것입니다. 각 반동 이벤트 중에 재료 흐름이 잠시 중단되어 민감한 공압 이송 시스템에서 사소한 프로세스 방해가 발생할 수 있습니다.

닙 포인트를 방지하도록 설계된 로터 형상

보다 적극적인 방해 전파 방지 접근 방식은 로터 형상을 수정하여 입자가 팁 간격에 쐐기를 박는 원인이 되는 닙 포인트 형상을 제거하거나 줄입니다. 두 가지 주요 수정 사항이 사용됩니다. 첫째, 로터 블레이드 팁을 모따기하거나 사각 모서리 팁 대신 스윕백 프로파일을 제공하여 블레이드가 수직이 아닌 예각으로 하우징 보어에 접근하도록 할 수 있습니다. 이러한 기하학적 구조는 입자를 여유 공간에 가두기보다는 입자를 로터 포켓으로 다시 편향시키는 경향이 있습니다. 둘째, 로터는 베인 수를 줄여(표준 밸브에 사용되는 8~10개의 베인이 아닌 일반적으로 4~6개의 베인) 설계할 수 있어 더 큰 입자 크기를 수용하는 더 큰 포켓을 생성하고 크기가 큰 입자가 팁 간극 영역에 닿는 빈도를 줄일 수 있습니다.

조정 가능한 팁 간격 시스템

일부 방해 전파 방지 로터리 밸브 설계를 통해 유지 관리 중 수동으로 또는 작동 중 자동으로 팁 간격을 조정하여 다양한 재료 특성을 수용할 수 있습니다. 조정 가능한 엔드 플레이트 또는 편심 베어링 하우징이 있는 밸브를 사용하면 하우징 내의 로터 위치를 약간 이동할 수 있으므로 끼임이 발생하기 쉬운 재료를 처리할 때 팁 간극이 증가하고 재료가 변경될 때 공기 밀봉 효율성을 위해 긴밀한 간극으로 돌아갑니다. 이러한 조정 기능은 운영 유연성을 제공하지만 고정 간격 설계보다 더 세심한 설정 및 유지 관리가 필요합니다.

드롭스루 및 블로우스루 밸브 설계

드롭스루 로터리 밸브는 로터가 기존 방향으로 회전하면서 중력에 의해 하우징 바닥을 통해 재료를 배출합니다. 블로우 쓰루 로터리 밸브에는 하우징을 직접 통과하는 공압식 전달 공기가 있어 각 포켓이 공기 흡입구를 지나 회전할 때 배출된 물질을 포켓에서 전달 라인으로 쓸어냅니다. 블로우 스루 설계는 본질적으로 드롭 스루 설계보다 막힐 가능성이 적습니다. 지속적인 공기 스윕이 밸브 내부를 깨끗하게 유지하고 재료가 입구와 출구 포트 사이의 포켓에 쌓이는 것을 방지하기 때문입니다. 공압 운반 응용 분야의 섬유질 또는 끈적끈적한 재료의 경우 블로우 쓰루 방해 전파 방지 밸브가 최고 성능 옵션을 나타냅니다.

방해 전파 방지 로터리 밸브를 선택할 때 비교할 주요 사양

방해 전파 방지 밸브 선택을 위한 응용 분야별 고려 사항

최적의 방해 전파 방지 로터리 밸브 설계는 모든 응용 분야에 동일하지 않습니다. 재료 특성, 공정 조건 및 규제 요구 사항 모두가 가장 중요한 밸브 기능에 영향을 미칩니다. 다음 응용 분야 범주는 다양한 산업과 재료 간에 선택 우선순위가 어떻게 이동하는지 보여줍니다.

목재 가공 및 바이오매스

목재 칩, 톱밥 및 바이오매스 처리는 방해 전파 방지 로터리 밸브의 가장 까다로운 응용 분야 중 하나입니다. 이 소재는 미세한 먼지부터 칩, 때로는 대형 조각까지 다양한 크기 분포를 포함하며 쉽게 연결되고 얽히는 섬유질 요소를 포함합니다. 바이오매스 응용 분야용 방해 전파 방지 밸브는 일반적으로 반동 구동 시스템과 넓은 포켓 로터(4~6개 베인) 및 대형 흡입구를 결합합니다. 하우징과 로터는 일반적으로 연강으로 제작되며, 목재 칩과 바이오매스 재료는 적당히 마모되기 때문에 로터 블레이드 팁과 마모 영역의 하우징 보어에 하드 페이싱이 적용됩니다. 금속 오염물(못, 나사, 와이어)이 밸브에 들어가 반동 현상이 발생하는 동안 손상을 일으키는 것을 방지하려면 밸브 상류에 자석 분리기를 사용하는 것이 좋습니다.

식품 및 의약품 가공

식품 및 제약 응용 분야의 방해 전파 방지 로터리 밸브는 매끄러운 내부 표면, 제품이 축적되어 오염될 수 있는 불감대 없음, 제품 전환 사이에 도구 없이 로터를 제거하고 청소할 수 있는 퀵 릴리스 엔드 커버 등 위생 설계와 걸림 방지 기능을 결합해야 합니다. 광택 처리된 내부 표면(Ra ≤ 0.8μm)과 FDA 준수 엘라스토머 씰을 갖춘 스테인리스 스틸 316L 구조가 표준입니다. 반동 메커니즘은 로터 반전으로 인해 제품 품질이 저하되지 않도록 설계해야 합니다. 깨지기 쉬운 식품 입자의 경우 재료를 짓누르거나 손상시킬 수 있는 높은 토크 반전보다 매우 짧고 낮은 토크의 반동 사이클이 선호됩니다.

재활용 및 폐기물 처리

파쇄된 플라스틱, 종이 섬유, 직물 폐기물 및 혼합 폐기물 흐름과 같은 재활용 재료는 매우 가변적인 입자 크기, 불규칙한 기하학적 구조, 업스트림 크기 감소 장비를 통과한 때때로 대형 조각을 포함하는 경향으로 인해 로터리 밸브에 가장 까다로운 응용 분야 중 하나입니다. 재활용 응용 분야를 위한 방해 전파 방지 밸브는 사용 가능한 최고 토크 등급, 알람 발생 전 여러 번의 역전 시도를 통한 강력한 반동 제어, 마모가 심한 구역에 교체 가능한 마모 라이너가 있는 견고한 구조를 요구합니다. 일부 작업자는 밸브 입구에 진동 스크린이나 트롬멜을 설치하여 대형 재료가 밸브 입구에 도달하기 전에 제거합니다.

방해 전파 방지 성능을 위한 드라이브 시스템 및 제어 통합

반동 방지 시스템의 효율성은 전적으로 구동 시스템과 제어 논리에 달려 있으며 이러한 요소는 밸브 본체 자체의 기계적 설계만큼 밸브 선택 시 많은 주의를 기울일 가치가 있습니다. 구동 모터는 역방향 접촉기가 있는 3상 AC 모터이거나 명령에 따라 역회전이 가능한 가변 주파수 드라이브(VFD)로 구동되는 모터여야 합니다. VFD 구동 시스템은 방해 전파 방지 애플리케이션에 상당한 이점을 제공합니다. 모터 전류 측정을 통해 정밀한 토크 모니터링을 제공하고, 소프트 스타트 및 소프트 정지를 허용하여 반동 이벤트 중 기계적 충격을 줄이고, 로터 속도를 지속적으로 조정하여 각 재료의 처리량과 방해 위험 사이의 균형을 최적화합니다.

방해 전파 방지 주기의 제어 논리는 방해가 감지되는 현재 임계값, 각 반동 반전 기간, 경보 전 반전 시도 횟수, 연속 반전 시도 간의 지연 등의 매개변수에 대해 조정 가능해야 합니다. 이러한 매개변수는 시운전 중 각 응용 분야에 대한 조정이 필요합니다. 정밀 제약 분말을 처리하는 밸브의 최적 설정은 목재 칩을 처리하는 밸브의 최적 설정과 완전히 다르며, 공장 기본 설정은 특정 응용 분야에 최적인 경우가 거의 없습니다.

방해 전파 방지 밸브 서비스 수명을 연장하는 유지 관리 방법

방해 전파 방지 로터리 밸브는 마모를 가속화하는 본질적으로 어려운 재료를 처리하며, 방해 방지 성능을 유지하고 계획되지 않은 가동 중단을 방지하려면 구조화된 유지 관리 프로그램이 필수적입니다.

• 선행 지표로 반동 빈도를 모니터링합니다. 반동 주기가 교대근무당 또는 작업 시간당 얼마나 자주 활성화되는지 추적합니다. 반동 빈도가 증가한다는 것은 마모로 인해 로터 팁 간격이 감소하고 있거나(입자가 제거될 수 있는 간격이 감소함) 재료 특성이 변화하고 있음을 나타냅니다. 어느 조건이든 완전한 정체가 발생하기 전에 조사가 필요합니다.
• 로터 팁 간격을 정기적으로 검사하고 측정합니다. 연마재 적용 시 로터 블레이드 팁이 점진적으로 마모되어 팁 간극이 증가하고 공기 밀봉 효율성이 저하됩니다. 각 예정된 유지 관리 검사에서 필러 게이지를 사용하여 팁 간격을 측정하고 간격이 작동 압력 차에 대한 제조업체의 최대 권장 사항을 초과하기 전에 로터를 교체하거나 표면을 단단하게 만듭니다.
• 엔드 플레이트 씰과 베어링 상태를 검사합니다. 로터의 각 끝 부분에 있는 샤프트 씰은 재료가 베어링 하우징으로 들어가는 것을 방지하여 연마 응용 분야에서 급격한 베어링 고장을 일으킬 수 있습니다. 씰의 마모 여부를 확인하고 제조업체가 권장하는 간격으로 교체하십시오. 씰을 교체하기 전에 재료 누출이 눈에 보일 때까지 기다리지 마십시오.
• 유지보수 후 모터 전류 기준을 확인하십시오. 밸브에 대한 유지보수 작업 후에는 표준 작동 조건에서 무부하 모터 전류와 정상 작동 전류를 기록하십시오. 이러한 기준값을 통해 반동 제어 시스템의 현재 임계값을 올바르게 설정할 수 있으며 기계적 문제 발생을 나타내는 실행 토크의 점진적인 증가를 감지하기 위한 참조를 제공합니다.