Podczas gdy dużą popularnością cieszą się dyskusje na temat wielkości odpylacza i wydajności filtra przy wyborze sprzętu, w literaturze rzadko poruszana jest kwestia konieczności zapewnienia swobodnego przepływu zebranego materiału z leja pyłowego do końcowego bębna, pojemnika lub worka. Tymczasem uniknięcie powstawania zatorów w lejach pyłowych odpylaczy oznacza wyeliminowanie potencjalnych problemów związanych z konserwacją.
Odpylacze workowe i kartridżowe wykorzystują leje pyłowe do kierowania zebranego pyłu do pojemników magazynowych lub systemów transportu pyłu. Leje odpylaczy nie są przeznaczone do przechowywania zebranego produktu, więc gdy materiał nie jest odprowadzany, może to negatywnie wpłynąć na wydajność odpylacza, a także utrudniać konserwację.
Istnieje wiele czynników, które mogą powodować powstawanie zatorów w lejach odpylaczy – jest to uciążliwe zjawisko polegające na gromadzeniu się pyłu w niewłaściwym miejscu, przez co droga jego odprowadzania zostaje zablokowana. Zator pyłu w leju może spowodować spadek ciśnienia w odpylaczu do niedopuszczalnego poziomu, ponieważ pył nie jest wyprowadzany z odpylacza zgodnie z przeznaczeniem. W artykule omówiono niektóre z najczęstszych przyczyn powstawania zatorów w lejach i przedstawiono wskazówki, jak ograniczyć ryzyko występowania tego zjawiska. Pozwoli to przygotować się lepiej do rozmowy z dostawcą odpylacza na początkowych etapach projektu, gdy będzie to najbardziej korzystne.
Następujące 4 zmienne są powszechnymi czynnikami powodującymi zatykanie się leja odpylacza:
· Właściwości pyłu
· Budowa leja
· Konserwacja i rozmiar obrotowego zaworu śluzowego
· Kondensacja/wilgoć
· Właściwości pyłu i budowa leja
Nawet drobny, suchy pył może mieć właściwości utrudniające jego odprowadzanie w obrębie leja odpylacza. Podczas gdy jedne pyły ulegają aglomeracji, inne charakteryzują się dużym tarciem o ścianki leja, co może uniemożliwiać swobodny przepływ do otworu wyładowczego.
Pyły powstające przy obróbce drewna są doskonałym przykładem pyłów o dużej zawartości włókien, przez co drobiny pyłu mają tendencję do przywierania do siebie. Jeśli otwór wyładowczy leja jest stosunkowo mały, włókniste drobiny pyłu drzewnego mogą się ze sobą wiązać i wypełniać otwór, powodując zator. Po zamknięciu otworu pył przestaje wydostawać się na zewnątrz, a lej zaczyna napełniać się pyłem. W ekstremalnych sytuacjach nagromadzony pył może przedostać się do obudowy odpylacza, zanim problem zostanie dostrzeżony.
Zatory często stanowią poważny problem, ponieważ zjawisko to ujawnia się dopiero po zainstalowaniu i uruchomieniu odpylacza. Rozwiązania na tym późnym etapie mogą okazać się droższe. Ustalenie właściwości pyłu na wczesnym etapie projektu może pozwolić na podjęcie decyzji, które zmniejszą ryzyko powstawania zatorów.
Właściwości pyłu mogą zasugerować rozwiązania konstrukcyjne przynoszące ograniczenie ryzyka powstawania zatorów. Wybrane przykłady obejmują: powiększenie otworu wyładowczego, zastąpienie ostrych narożników w leju narożnikami o większym promieniu lub nawet użycie wyższych/bardziej stromych lejów w celu ograniczenia osiadania pyłu.
Należy pamiętać, że leje odpylaczy nie są przeznaczone do gromadzenia pyłu. Nie oznacza to jednak, że nie będą narażone na skoki objętości pyłu spowodowane zakłóceniami w procesie lub nawet celowym czyszczeniem poza linią produkcyjną. W związku ze skokami objętości pyłu lej odpylacza może musieć pełnić funkcję tymczasowego magazynu pyłu. Tego typu przejściowe sytuacje mogą wiązać się z przedostawaniem się do leja odpylacza znacznych ilości pyłu. Materiał ten musi być szybko i skutecznie usuwany z leja – w przeciwnym razie ogólna wydajność odpylacza może ulec pogorszeniu.
Zastosowanie leja o bardziej stromych ścianach może zmniejszyć ryzyko powstawania zatorów poprzez ograniczenie ilości pyłu gromadzącego się na jego bocznych ścianach. Każdy pył charakteryzuje się kątem spoczynku oznaczającym maksymalny kąt względem płaszczyzny poziomej, pod jakim pył będzie się przemieszczał. Znajomość tej wartości może pomóc w zapewnieniu, że kąty/nachylenia ścian leja będą wystarczające do tego, by pył mógł swobodnie opadać w kierunku wylotu.
Nawet drobny, suchy pył może tworzyć zatory na wylocie leja, jeśli jego drobiny zwiążą się ze sobą przy otworze wyładowczym. Ważne jest, aby otwór wyładowczy był wystarczająco duży, a kąty nachylenia ścian leja były wystarczające do tego, by wytworzyć odpowiednie ciśnienie/naprężenie pozwalające zapobiec powstawaniu zatorów.
Staje się to szczególnie ważne, gdy na wylocie leja zamontowany jest obrotowy zawór śluzowy. Obecność obrotowego zaworu śluzowego ogranicza szybkość opróżniania leja, a każdy gwałtowny skok objętości pyłu może prowadzić do krótkotrwałego nagromadzenia pyłu w leju podczas opróżniania. Czas i głębokość zalegania pyłu mogą czasami powodować tworzenie się zatorów w czasie obrotów zaworu śluzowego.
Nie należy bezkrytycznie akceptować standardowych lejów dostarczanych wraz z odpylaczami. Należy zatrzymać się i rozważyć właściwości pyłu, nie obawiając się próśb o zmiany w projekcie oraz możliwość skorzystania z dodatkowych opcji. Znacznie łatwiej jest je uwzględnić na początku projektu.
Rozmiar i konserwacja obrotowego zaworu śluzowego
Głównym zadaniem obrotowego zaworu śluzowego jest wprowadzenie uszczelnienia powietrznego przy otworze wyładowczym leja odpylacza. Obrotowe zawory śluzowe są często montowane pomiędzy wylotem leja a przenośnikiem lub pojemnikiem wyładowczym. Chociaż obrotowy zawór śluzowy może wydawać się nieistotny z punktu widzenia ogólnej wydajności odpylacza, może powodować wiele problemów, jeśli nie zostanie odpowiednio zwymiarowany i/lub nie będzie prawidłowo konserwowany.
Większość odpylaczy pracuje w warunkach podciśnienia, co oznacza, że zużyte łopatki obrotowego zaworu śluzowego mogą być przyczyną przedostawania się powietrza do otworu wyładowczego leja odpylacza. Niezależnie od tego, czy odpylacz znajduje się wewnątrz czy na zewnątrz budynku, przenikanie powietrza może powodować zatory wskutek kilku mechanizmów. Przenikanie powietrza może powodować przedostawanie się wilgoci z zewnątrz odpylacza do leja. W rezultacie zazwyczaj suchy pył może stać się lepki lub może zacząć się zbrylać. Nawet jeśli pył pozostanie suchy, przenikanie powietrza może uniemożliwić swobodny przepływ pyłu zebranego w leju do obrotowego zaworu śluzowego. Przenikanie powietrza powoduje gromadzenie się materiału w zasobniku, co zwiększa ryzyko ponownego wciągnięcia pyłu, większego spadku ciśnienia i/lub skrócenia żywotności filtra. Należy regularnie sprawdzać korpus zaworu i łopatki wirnika w obrotowym zaworze śluzowym pod kątem zużycia i ustalić harmonogram wymiany.
W normalnych okolicznościach dobór wielkości obrotowego zaworu śluzowego jest stosunkowo prosty – jego przepustowość dobiera się w taki sposób, aby zapewnić stałą nominalną wydajność odprowadzania pyłu. Niedowymiarowanie obrotowego zaworu śluzowego zdarza się zazwyczaj przypadkowo, gdy projektant zapomni wziąć pod uwagę wzrost objętości pyłu przedostającego się do leja w wyniku zakłóceń procesu lub w toku przestoju związanego z czyszczeniem. Projektant może nawet przeoczyć fakt, że gromadzony pył często wpada do leja zaraz po wyłączeniu wentylatora wyciągowego.
W przypadku opadania pyłu po wyłączeniu wentylatora obrotowy zawór śluzowy będzie musiał zostać dobrany w taki sposób, aby obsługiwał większą szybkość odprowadzania pyłu. Jeżeli projektant przewidział zamknięcie obrotowego zaworu śluzowego po zatrzymaniu wentylatora, wpadający do leja pył pozostanie uwięziony do momentu ponownego uruchomienia układu. To z kolei oprócz innych problemów może powodować powstawanie zatorów. Opóźnienie zadziałania każdego obrotowego zaworu śluzowego jest niezbędne, aby mieć pewność, że lej zostanie całkowicie opróżniony przed wyłączeniem, niezależnie od tego, czy znajduje się wewnątrz, czy na zewnątrz budynku.
Warto powtórzyć, że często błędnie uważa się, że standardowy rozmiar otworu wyładowczego leja jest wystarczający do odprowadzania wszelkiego rodzaju pyłów. Należy pamiętać, że zdolność gromadzonego pyłu do swobodnego opadania maleje, gdy jest on gromadzony w dużych ilościach. Nie należy również zapominać o wpływie zwężającej się konstrukcji lejów przy otworach wyładowczych.
Ostatnio producenci obrotowych zaworów śluzowych zaczęli umieszczać na wylocie zaworu siatki, które uniemożliwiają personelowi sięganie do wnętrza zaworu. Niestety siatki te czasami blokują swobodny przepływ pyłu z wylotu obrotowego zaworu śluzowego. W zależności od właściwości pyłu użytkownicy mogą musieć być świadomi istnienia siatek oraz ryzyka zatorów, jakie mogą one powodować.
Kondensacja/wilgoć
Niektóre rodzaje pyłu wykazują właściwość znaną jako higroskopijność. Można ją opisać jako tendencję pyłu do pochłaniania i zatrzymywania wilgoci. Właściwość ta może być powodem do niepokoju, jeśli w leju znajduje się wilgoć. Jeśli do leja wpada higroskopijny pył, obecność wilgoci może powodować zmianę końcowej charakterystyki przepływu, co może prowadzić do wielu opisanych wyżej problemów związanych z powstawaniem zatorów.
Oprócz nieszczelności pozwalających na przedostawanie się wilgoci przez otwór wyładowczy leja może również dochodzić do skraplania się wilgoci na wewnętrznych powierzchniach leja odpylacza w czasie, gdy pozostaje on wyłączony. Zjawisko to występuje w wielu regionach w przypadku odpylaczy pracujących na zewnątrz, ale może również dotyczyć odpylaczy w pracujących nieklimatyzowanych instalacjach.
Ciepłe powietrze procesowe dostaje się do odpylacza, a w warunkach wzrostów i spadków temperatur wilgoć może się skraplać na wewnętrznej stronie jego nieizolowanych ścian. Skroplona wilgoć może reagować z wrażliwym pyłem, który z kolei ma tendencję do przywierania do ścianek leja. Takie zjawisko ogranicza swobodę przemieszczania się pyłu i ostatecznie prowadzi do powstawania zatorów. To samo dotyczy pyłu, który może pozostać w leju po zamknięciu obrotowego zaworu śluzowego i wyłączeniu wentylatora wyciągowego. Kondensacja może zmienić charakterystykę przepływu pyłu.
W przypadku eksploatacji odpylacza w miejscu, w którym kondensacja jest problemem, np. na zewnątrz w chłodniejszych regionach, wentylator wyciągowy powinien rozpoczynać cyrkulację powietrza w odpylaczu, tak aby ogrzać obudowę odpylacza i lej, zanim do odpylacza trafi pył. Wentylator wyciągowy powinien również pracować jeszcze przez krótki czas po tym, jak pył przestanie przedostawać się do odpylacza, aby zagwarantować, że powierzchnie odpylacza pozostaną ciepłe, aż do momentu usunięcia z odpylacza całego pyłu. Opisane kroki pomogą uniknąć kondensacji, która występuje podczas zimnego rozruchu lub kończenia pracy. Jeśli w miejscu montażu odpylacza panuje wysoka/niska temperatura, warto rozważyć również wprowadzenie izolacji.
Dodatkowe kroki zapobiegające powstawaniu zatorów w leju
Inne działania, które mogą pomóc zmniejszyć ryzyko powstawania zatorów w leju, obejmują:
- Wyłączniki prędkości zerowej, które monitorują obrotowy zawór śluzowy, aby zagwarantować, że wirnik się obraca;
- Wskaźniki poziomu w leju, które mają na celu wczesne wykrywanie wszelkich akumulacji w leju. Tego typu rozwiązania są zazwyczaj stosunkowo tanie – zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę problemy, których można dzięki nim uniknąć.
Kluczem do wdrożenia rozwiązań redukujących uciążliwe zjawisko jest poznanie najczęstszych przyczyn powstawania zatorów. Dzięki tej wiedzy można omówić kwestie związane z zapobieganiem zatorom już na wczesnym etapie rozmów z przedstawicielami producentów rozwiązań do odpylania. Lepki lub wilgotny pył może wymagać zastosowania lejów o bardziej stromych ścianach lub z fabrycznie naniesioną powłoką zapobiegającą przywieraniu bądź obu tych środków. Suchy, drobny pył sypki, pył ulegający aglomeracji i pył higroskopijny mogą wymagać większych niż standardowe otworów wyładowczych leja oraz większych rozmiarów obrotowych zaworów śluzowych. Omówienia mogą wymagać nawet takie kwestie, jak izolacja zewnętrzna, jeśli w leju może dochodzić do kondensacji.
Problemy związane z powstawaniem zatorów rzadko dotyczą rozmiarów odpylacza lub jego wydajności filtracji, ale zjawisko to skutkuje stratami w produkcji. Dobrą wiadomością jest to, że w wielu przypadkach można ograniczyć zjawisko powstawania zatorów wewnątrz leja, podejmując zawczasu właściwe decyzje dotyczące konfiguracji odpylacza i wyboru sposobu opróżniania leja.
