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Nov 15, 2023

Trasporto a vuoto: due metodi da utilizzare come fonte di energia per pompe a vuoto

02 ott 2014 La tecnologia di trasporto sottovuoto è un metodo collaudato per spostare solidi sfusi e polveri secchi in una vasta gamma di applicazioni. È ampiamente utilizzato in ambito alimentare, farmaceutico, chimico e industriale

02 ottobre 2014

La tecnologia di trasporto a vuoto è un metodo collaudato per spostare solidi sfusi e polveri secchi in una vasta gamma di applicazioni. È ampiamente utilizzato in ambienti alimentari, farmaceutici, chimici e industriali. I vantaggi frequentemente riscontrati dei sistemi di trasporto sottovuoto includono pulizia dovuta alle linee di trasporto chiuse, affidabilità, bassa rumorosità, funzionamento semplice, trasferimento delicato del materiale con trasporto da fase diluita a densa, manutenzione facile e a basso costo, costi operativi inferiori e sicurezza. I sistemi di trasporto sottovuoto più comuni utilizzano un processo batch. La linea di trasferimento viene sigillata, viene attivata una pompa a vuoto e il materiale di processo (polvere o granuli) viene convogliato in un recipiente di raccolta (elemento C nella Figura 1). Quando il lotto è completo, viene rilasciato il vuoto e il materiale viene fatto cadere o trasferito dal recipiente ricevente alla destinazione desiderata. Il sistema viene nuovamente sigillato e viene reintrodotto il vuoto per far fluire nuovamente il prodotto. (Vedi Figura 1) La scelta della pompa per vuoto è uno degli elementi più importanti della progettazione del sistema. La pompa del vuoto deve essere in grado di evacuare rapidamente l'aria dalla linea, generare e mantenere un vuoto sufficiente per indurre il movimento del prodotto e fornire un volume d'aria sufficiente a trasferire tutto il materiale necessario in un dato tempo. Figura 1: Vuoto tipico Processo di trasporto. 1. La valvola inferiore (B) è chiusa 2. Il vuoto aspira il prodotto dalla fonte di alimentazione (E) nel modulo ricevitore/volume (C) 3. Il prodotto si raccoglie nel modulo ricevitore (C), mentre l'aria viene aspirata attraverso il filtro (A) e scaricato nell'ambiente. 4. Il vuoto viene arrestato (A); il prodotto viene rilasciato attraverso la valvola inferiore (B) quando viene applicato l'impulso di pulizia del filtro (G). 5. Chiudere la valvola di fondo: ripetere il processo.Pompe per vuoto ad azionamento pneumatico COAXLa soluzione standard per molte applicazioni di trasporto con vuoto è la pompa per vuoto multistadio COAX. (Vedi Figura 2) La pompa COAX utilizza aria compressa come ingresso e, attraverso un effetto Venturi, è in grado di generare un vuoto profondo (circa 22 pollici Hg) mentre guida volumi d'aria (SCFM) che sono tre volte il volume dell'aria compressa. Attraverso l'uso di più stadi, viene generato un vuoto spinto, poiché il flusso d'aria viene rapidamente aumentato. Il COAX è costruito sotto forma di cartuccia, che consente una semplice costruzione modulare di pompe di diverse dimensioni. (Vedi Figura 3) Le pompe modulari sono piccole, leggere, efficienti e facili da pulire o sostituire secondo necessità. Non sono presenti componenti elettrici all'interno della pompa COAX, garantendo una lunga durata e sicurezza intrinseca in ambienti polverosi o pericolosi. Figura 2: Cartuccia COAX: il funzionamento a tre stadi utilizza l'effetto Venturi per convertire l'aria compressa in vuoto e flusso ad alto volume per il trasporto a vuoto applicazioni.Figura 3: pompa per vuoto piFLOW p, vista in sezione trasversale. Più cartucce COAX sono impilate per fornire un volume d'aria maggiore e ad alta efficienza energetica. Soffiatori rigenerativi I ventilatori rigenerativi sono dispositivi elettromeccanici utilizzati per spostare l'aria mediante un metodo di spostamento non positivo. Un dispositivo volumetrico utilizza un design della girante che intrappola strettamente una quantità di aria e la costringe a spostarsi di una determinata distanza in una determinata direzione. Anche un ventilatore rigenerativo muove l'aria, tuttavia, il design della girante consente a una parte dell'aria di passare sopra la punta della pala e scivolare oltre. Quest'aria viene spostata in avanti da un'altra pala. La girante è racchiusa in un alloggiamento che presenta uno spazio tra le punte della pala e l'alloggiamento. L'aria fluisce nel ventilatore attraverso una porta di ingresso ed esce attraverso una porta di scarico. La rotazione della girante è normalmente azionata da un motore di tipo a induzione trifase, che può essere controllato tramite un VFD (azionamento a frequenza variabile) e dimensionato per soddisfare le esigenze della particolare applicazione. Per le applicazioni di trasporto a vuoto, il lato di ingresso/aspirazione dell'aria del ventilatore rigenerativo è collegato alla testa del sistema di trasporto a vuoto con filtro dell'aria post-ricevitore. In questo layout l'aspirazione della soffiante rigenerativa prende il posto della pompa del vuoto COAX. Il processo batch è ancora utilizzato e il ciclo di trasporto è simile. La differenza principale tra i due sistemi è che il ventilatore rigenerativo funziona continuamente, mentre la pompa COAX è intermittente e si spegne quando non è necessaria l'aspirazione del vuoto. Il ventilatore rigenerativo funziona continuamente per fornire un flusso d'aria per il raffreddamento del motore. Per questa funzione viene aggiunto un gruppo valvola/deviatore dell'aria (Figura 4) al sistema del ventilatore rigenerativo. Quando il prodotto viene spostato, l'aria attraversa il processo, viene filtrata e quindi passa attraverso il ventilatore rigenerativo. Quando il vuoto non è necessario e lo scarico del ricevitore è completo, le valvole deviatrici aprono all'atmosfera sia il lato di aspirazione del ventilatore che il recipiente del ricevitore. Ciò consente alla valvola inferiore di muoversi liberamente e fornisce un percorso per il flusso dell'aria ambiente attraverso il ventilatore rigenerativo per il raffreddamento. (Vedere la Figura 4 per lo schema dell'azionamento del ventilatore rigenerativo.) Come per tutti i motori, potrebbe essere necessaria una manutenzione periodica come la manutenzione dei cuscinetti o altri servizi. Figura 4: Sistema di trasporto a vuoto con soffiante rigenerativa come fonte di vuotoAnalisi comparativa: pompa a vuoto COAX e soffiante rigenerativa per trasportatori a vuotoLa pompa a vuoto COAX o la ventola rigenerativa possono entrambe essere utilizzate in un'ampia gamma di applicazioni. La scelta della fonte di vuoto per una specifica applicazione comporta normalmente il confronto di diversi criteri, quali:a. Tasso di produzione: quanto prodotto deve essere spostato? b. Quali sono le caratteristiche dei materiali? (densità apparente, dimensione delle particelle, livelli di umidità, capacità di flusso, è fragile/friabile)c. Qual è il layout del percorso del flusso del processo? Quali sono le distanze verticali e orizzontali? Quante curve del tubo?d. L'aria compressa regolata è disponibile alla velocità necessaria per azionare un sistema di pompe Venturi?e. È disponibile l'alimentazione trifase per un ventilatore rigenerativo? Il rumore, le scintille e l'aria di scarico rappresentano una delle principali preoccupazioni nell'area in cui verrà utilizzato il sistema?f. Quali sono i costi di installazione e i costi operativi a lungo termine? Fase di trasporto (densa o diluita) Le vostre risposte alle domande a, b e c contribuiranno, in gran parte, a stabilire quale fase di trasporto sarà migliore per la vostra applicazione. In termini generali, fase diluita significa che è presente una grande porzione di flusso d'aria libero, rispetto alla quantità di materiale che scorre attraverso il tubo di processo. Questo viene normalmente utilizzato per materiale facile da raccogliere, che scorre liberamente e può viaggiare ad alta velocità senza danni o effetti negativi. Al contrario, fase densa significa che il tubo di processo sarà densamente pieno di prodotto, che si muoverà a velocità inferiori e spesso si muoverà a blocchi attraverso la linea. Le pompe per vuoto COAX creano un vuoto molto profondo, il che significa che sono la scelta migliore per il prodotto che verrà trasferito in una fase densa. Si noti che le pompe per vuoto COAX possono essere utilizzate anche in tutto lo spettro diluito/denso. La fase può essere modificata dal modo in cui il prodotto viene immesso nel tubo di processo. L'aspirazione nel punto di raccolta del prodotto può essere regolata per ottimizzare le caratteristiche del flusso per ciascun materiale. Per quanto riguarda la quantità di materiale che può essere trasportato, le pompe per vuoto possono facilmente spostare fino a 15.000 o più libbre/ora, a seconda della densità del materiale, della distanza e del percorso di trasporto. I sistemi di soffianti rigenerativi possono essere in grado di spostare ancora più materiale all'ora, presupponendo che il materiale possa essere spostato in una fase diluita, che ben si abbina ai sistemi di soffianti elettromeccanici. Disponibilità dell'utilità (domande d ed e) Utilizzo dell'aria compressa a livello industriale le piante possono essere una questione complicata. La gamma di strumenti, controlli e apparecchiature che possono essere azionati pneumaticamente è praticamente illimitata: data questa importanza, il loro utilizzo è attentamente monitorato dalla maggior parte dei responsabili di stabilimento e delle operazioni. Se viene selezionata una pompa per vuoto COAX per il sistema di trasporto a vuoto, è necessario verificare la disponibilità di aria di picco nell'impianto. Se un impianto non dispone di aria compressa o se il compressore preesistente è già vicino ai limiti operativi, la ventola rigenerativa può rappresentare un'opzione pratica. Tieni presente che il ventilatore rigenerativo richiede alimentazione trifase e che i livelli di rumore del motore quando funziona a piena velocità potrebbero superare gli 80 dB. A causa di questo problema, i ventilatori rigenerativi sono spesso montati in una posizione remota, con linee di processo che corrono a distanza. Inoltre, se sono necessarie classificazioni antideflagranti, verrà applicato un costo aggiuntivo per il motore del ventilatore appositamente costruito. Le pompe per vuoto COAX sono azionate ad aria e non richiedono modifiche per aree a prova di esplosione. Costo totale di proprietà (domanda f) Il prezzo di acquisto per un sistema di trasporto a vuoto che utilizza un ventilatore rigenerativo è generalmente superiore di circa il 10-15% rispetto al prezzo di un COAX completo sistema per vuoto con prestazioni simili/stessa applicazione. Il pacchetto valvola a tre vie e il motore del ventilatore rappresentano la maggior parte della differenza. I costi operativi sono competitivi anche se calcolati sull'utilizzo operativo. Tenere presente che le pompe COAX consumano energia solo durante il funzionamento rispetto al tempo di funzionamento totale richiesto da un sistema di soffiante rigenerativo. Conclusione Il trasporto a vuoto è una scelta eccellente per molte applicazioni di trasporto di prodotti sfusi, polveri e granulati. È un metodo collaudato, con migliaia di applicazioni di successo in siti industriali alimentari, farmaceutici, chimici e in generale. La scelta del giusto tipo di pompa per vuoto è una parte importante del processo di progettazione. Per la maggior parte delle applicazioni la pompa per vuoto COAX è una buona scelta. Funzionamento semplice, manutenzione ridotta, costi operativi e di capitale, bassa rumorosità e facilità di installazione sono fattori comuni che favoriscono la pompa per vuoto COAX. Nelle applicazioni in cui l'aria compressa è limitata o non disponibile, i sistemi azionati da soffianti rigenerative rappresentano un'opzione eccellente. Timothy Rohr è responsabile tecnico delle vendite, Piab USA, Material Handling Group. Per ulteriori informazioni visitare il sito www.piab.com.