粉体や輸送が困難な材料を真空搬送するシステムには、開始点と終了点があり、その途中で危険を回避する必要があります。ここでは、動きを最大化し、粉塵への曝露を最小限に抑えるシステムを設計するための 10 のヒントを紹介します。
真空搬送技術は、工場内で材料を移動するためのクリーンで効率的、安全で作業者に優しい方法です。粉末や搬送しにくい材料を扱う際に真空搬送と組み合わせることで、手作業での持ち上げ、重いバッグを持って階段を上る作業、乱雑な投棄がなくなり、その過程で発生する多くの危険を回避できます。粉末や顆粒用の真空搬送システムを設計する際に考慮すべき 10 のヒントについて詳しくご覧ください。バルク材料の取り扱いプロセスを自動化すると、材料の移動が最大化され、粉塵への曝露やその他の危険が最小限に抑えられます。
真空搬送は、手作業によるすくい取りや投棄をなくし、粉塵が逃げ出さない密閉プロセスで粉塵を搬送することで粉塵を抑制します。漏れが発生した場合、外向きに漏れる正圧システムとは異なり、漏れは内向きになります。希薄相真空搬送では、空気と製品の比率が相補的な状態で材料が空気流に取り込まれます。
システム制御により、材料をオンデマンドで搬送および排出できるため、バルクバッグ、トートバッグ、貨車、サイロなどの大型コンテナからバルク材料を移動する必要がある大規模なアプリケーションに最適です。これは人間の介入をほとんど必要とせずに実行されるため、コンテナの頻繁な交換が削減されます。
希釈相での一般的な送出速度は、最高 25,000 ポンド/時になります。一般的な送出距離は 300 フィート未満、ライン サイズは最大直径 6 インチです。
空気輸送システムを適切に設計するには、プロセスで次の基準を定義することが重要です。
最初のステップとして、搬送される粉体、特にその嵩密度について詳しく知ることが重要です。嵩密度は通常、立方フィートあたりの重量 (PCF) または立方センチメートルあたりのグラム (g/cc) で表されます。これは、真空レシーバーのサイズを計算する際の重要な要素です。
たとえば、軽量の粉末の場合は、材料が空気の流れに巻き込まれないようにするために、より大きなレシーバーが必要です。材料の嵩密度もコンベア ラインのサイズを計算する要素であり、これによって真空発生器とコンベアの速度が決まります。嵩密度の高い材料の場合は、より速い出荷が必要です。
搬送距離には、水平要因と垂直要因が含まれます。一般的な「アップアンドイン」システムは、地上レベルから垂直に持ち上げ、押し出し機またはロスインウェイトフィーダーを介してレシーバーに搬送します。
必要な 45° または 90° スイープ エルボの数を知っておくことが重要です。「スイープ」とは通常、大きな中心線半径を指し、通常はチューブ自体の直径の 8 ～ 10 倍です。1 つのスイープ エルボが 20 フィートの 45° または 90° リニア パイプに相当することを覚えておくことが重要です。たとえば、垂直方向に 20 フィート、水平方向に 20 フィート、および 2 つの 90 度エルボは、少なくとも 80 フィートの搬送距離に相当します。
搬送速度を計算するときは、1 時間あたりに搬送されるポンド数またはキログラム数を考慮することが重要です。また、プロセスがバッチか連続かを定義します。
たとえば、プロセスでは 2,000 ポンド/時の製品を配送する必要があるが、バッチでは 5 分ごとに 2,000 ポンドを配送する必要がある場合、実際には 24,000 ポンド/時に相当します。これは、5 分間に 2,000 ポンドを配送する場合と、60 分間に 2,000 ポンドを配送する場合の違いです。配送速度を決定するためにシステムのサイズを適切に決定するには、プロセスのニーズを理解することが重要です。
プラスチック業界では、バルク材料の特性、粒子の形状やサイズが多種多様です。
レシーバーとフィルター アセンブリのサイズを決定するときは、質量流量分布かファンネル流量分布かに関係なく、粒子のサイズと分布を理解することが重要です。
その他の考慮事項には、物質が自由流動性、研磨性、または可燃性であるかどうか、吸湿性があるかどうか、および移送ホース、ガスケット、フィルター、またはプロセス機器との化学的適合性の問題があるかどうかを判断することが含まれます。その他の特性には、タルクなどの「煙のような」物質が含まれます。これは「微粒子」の含有量が多く、より大きなフィルター面積を必要とします。安息角が大きい非自由流動性物質の場合、レシーバーの設計と排出バルブについて特別な考慮が必要です。
真空搬送システムを設計する際には、材料がどのように受け取られ、プロセスに導入されるかを明確に定義することが重要です。真空搬送システムに材料を導入する方法は多数あり、手動によるものもあれば、自動化に適したものもありますが、いずれの場合も粉塵制御に注意する必要があります。
最大限の粉塵制御を実現するために、バルク バッグ アンローダーは密閉型真空コンベア ラインを使用し、バッグ ダンプ ステーションには集塵機が組み込まれています。材料はこれらの発生源からフィルター レシーバーを介してプロセスに搬送されます。
真空搬送システムを適切に設計するには、材料を供給する上流プロセスを定義する必要があります。材料がロスインウェイトフィーダー、容積式フィーダー、ミキサー、リアクター、押出機ホッパー、または材料を移動するために使用されるその他の装置から来るかどうかを確認します。これらはすべて搬送プロセスに影響します。
さらに、これらのコンテナから出てくる材料の頻度（バッチか連続かに関係なく）は、搬送プロセスと、プロセスから出てきた材料の挙動に影響を与えます。簡単に言えば、上流の装置は下流の装置に影響を与えます。つまり、発生源についてすべて把握することが重要です。
これは、既存の工場に装置を設置する場合に特に重要な考慮事項です。手動操作用に設計されているものには、自動プロセスのための十分なスペースがない可能性があります。フィルタへのアクセス、ドレンバルブの検査、コンベア下の装置へのアクセスなどの保守要件を考慮すると、粉体処理用の最小の搬送システムでも、少なくとも 30 インチのヘッドルームが必要です。
高いスループットと大きなヘッドルームを必要とするアプリケーションでは、フィルターレス真空レシーバーを使用できます。この方法では、混入したダストの一部がレシーバーを通過し、別の地上フィルター コンテナーに収集されます。ヘッドルーム要件については、スケーリング バルブまたは正圧システムも考慮する必要があります。
供給/補充する操作のタイプ（バッチまたは連続）を定義することが重要です。たとえば、バッファ ビンに排出する小さなコンベヤはバッチ プロセスです。材料のバッチがフィーダーまたは中間ホッパーを通じてプロセスで受け取られるかどうか、および搬送プロセスが材料の急増を処理できるかどうかを確認します。
あるいは、真空レシーバーはフィーダーまたはロータリーバルブを使用して材料をプロセスに直接計量供給することができます。つまり、連続供給です。あるいは、材料をレシーバーに搬送し、搬送サイクルの終了時に計量して排出することもできます。押し出しアプリケーションでは通常、バッチ操作と連続操作が使用され、材料が押し出し機の口に直接供給されます。
地理的要因と大気的要因は、特に高度がシステムのサイズ決定に重要な役割を果たす場合には、設計上の重要な考慮事項です。高度が高いほど、材料を輸送するために多くの空気が必要になります。また、工場の環境条件と温度/湿度制御も考慮してください。特定の吸湿性粉末は、雨の日には排出の問題が発生する場合があります。
真空搬送システムの設計と機能には、構成材料が非常に重要です。製品接触面は金属であることが多く、静電気防止と汚染防止のためプラスチックは使用されません。処理材料は、コーティングされた炭素鋼、ステンレス鋼、またはアルミニウムと接触しますか?
炭素鋼にはさまざまなコーティングが施されていますが、これらのコーティングは使用すると劣化します。食品グレードおよび医療グレードのプラスチック加工では、コーティングが不要で、洗浄を容易にし、汚染を防ぐために指定レベルの仕上げが施された 304 または 316L ステンレス鋼が第一候補です。メンテナンスおよび品質管理担当者は、機器の構成材料について非常に懸念しています。
VAC-U-MAX は、10,000 種類以上の粉体やバルク材料の搬送、計量、投与を行う真空搬送システムおよびサポート機器を設計・製造する世界有数の企業です。
VAC-U-MAX は、世界初の空気圧ベンチュリの開発、真空耐性プロセス機器用の直接充填ローディング技術の開発、垂直壁「チューブホッパー」材料レシーバーの開発など、数々の世界初の技術を誇っています。さらに、VAC-U-MAX は 1954 年に世界初の空気駆動式産業用真空を開発し、可燃性粉塵用途向けに 55 ガロン ドラムで製造しました。
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