Thiết kế cơ bản và sự bất hòa trong vận hành
Câu hỏi cốt lõi là liệu Van xả đáy có thể xử lý cả khối khô và chất lỏng là trọng tâm của kỹ thuật van. Câu trả lời ngắn gọn và thực tế là họ được thiết kế chủ yếu và tối ưu cho chất rắn khối khô và ứng dụng của chúng đối với chất lỏng thực sự rất hạn chế và thường không được khuyến khích. Lý do nằm ở sự khác biệt cơ bản trong hành vi vật chất. Vật liệu khối khô (bột, hạt, viên) có ma sát bên trong và có thể tạo thành các vòm ổn định. Van xả đáy được thiết kế để phá vỡ cầu nối này và cho phép dòng chảy được kiểm soát, điều khiển bằng trọng lực của các hệ thống hạt này. Ngược lại, chất lỏng là chất lỏng không thể nén được, tạo ra áp suất thủy tĩnh và ngay lập tức tìm kiếm con đường có ít lực cản nhất.
Van xả đáy dạng nắp dao hoặc dạng vỏ sò tiêu chuẩn dành cho hàng khô dựa vào một vòng đệm cơ khí tiếp xúc với vật liệu để tắt dòng chảy. Con dấu này có hiệu quả chống lại các hạt rắn nhưng không được thiết kế để chứa áp suất lan tỏa của chất lỏng, áp suất này sẽ tìm và khai thác bất kỳ đường rò rỉ vi mô nào. Sử dụng van khô số lượng lớn cho chất lỏng gần như đảm bảo rò rỉ. Hơn nữa, lực tác động cần thiết để cắt xuyên qua chất rắn khô đã lắng khác với lực cần thiết để bịt kín chống lại áp suất chất lỏng, có khả năng dẫn đến hỏng van.
Các tính năng thiết kế quan trọng cho dịch vụ hàng khô và dịch vụ chất lỏng
Cấu trúc của van tiết lộ mục đích dự định của nó. Đối với việc xử lý hàng rời khô, các tính năng cụ thể là không thể thương lượng. Thân van thường được thiết kế càng ngắn càng tốt để tránh vật liệu bị treo. Các vòng đệm được làm từ vật liệu chống mài mòn như urethane và bề mặt bịt kín có thể có góc cạnh hoặc đường viền để cắt xuyên qua vật liệu. Không có kỳ vọng nào về một con dấu kín áp suất giống như cách van chất lỏng yêu cầu.
Đối với dịch vụ chất lỏng, van được định mức áp suất, có nắp hoặc thân được bịt kín hoàn toàn và sử dụng các vòng đệm đàn hồi (như vòng chữ O hoặc miếng đệm) có thể biến dạng để tạo ra một rào cản hoàn hảo, liên tục. Van bướm, van bi hoặc van cắm là tiêu chuẩn. Bảng dưới đây tương phản các ưu tiên thiết kế:
| Khía cạnh thiết kế | Van xả đáy (Lấy nét số lượng lớn khô) | Van chất lỏng tiêu chuẩn (ví dụ: Van bi) |
| Chức năng chính | Ngăn chặn bắc cầu, đảm bảo dòng chảy lớn, tắt dòng rắn | Chứa áp suất, cung cấp khả năng đóng kín bong bóng |
| Loại con dấu | Lưỡi dao, vỏ sò hoặc cổng trượt; chống mài mòn | Chất đàn hồi (EPDM, Viton), được gia công kim loại với kim loại |
| Thiết kế thân xe | Ngắn, thường có tường dốc để tạo dòng chảy | Buồng nhỏ gọn, định mức áp suất |
| Mối quan tâm chính | Mài mòn, suy thoái vật liệu, hỗ trợ dòng chảy | Ăn mòn, toàn vẹn áp suất, xâm thực |
Vùng xám: Bùn và vật liệu có độ ẩm cao
Một ứng dụng thực tế, gần ranh giới tồn tại đối với các vật liệu không hoạt động như chất rắn khô hoàn hảo cũng như chất lỏng chảy tự do. Đây là lĩnh vực của bùn, bùn và vật liệu khối ẩm. Trong những trường hợp này, Van xả đáy chuyên dụng có thể có thể áp dụng được nhưng chỉ với những sửa đổi đáng kể.
Những sửa đổi cần thiết cho các ứng dụng bán rắn
Để xử lý các vật liệu nhớt hoặc bán rắn, thiết kế van phải phát triển. Một cổng dao tiêu chuẩn có thể gặp khó khăn. Thay vào đó, một chuyên gia van kẹp hoặc một van cổng dao hạng nặng, được lót đầy đủ với niêm phong tăng cường được sử dụng. Những sửa đổi quan trọng bao gồm:
- Lớp lót toàn thân và lỗ khoan toàn thân: Bên trong van được lót bằng vật liệu dẻo, chống ăn mòn (như cao su hoặc PTFE) có thể chứa bột nhão hoặc bùn và mang lại khả năng bịt kín tốt hơn khi đóng lại.
- Thiết bị truyền động áp suất cao: Lực tác động tăng lên là cần thiết để cắt xuyên qua và bịt kín vật liệu thường dính.
- Cổng xả: Tích hợp các cổng làm sạch để ngăn chặn vật liệu đông cứng hoặc đóng gói trong thân van và khu vực bịt kín.
- Thiết kế con dấu đặc biệt: Sử dụng vòng đệm bơm hơi hoặc vòng đệm kép có thể chứa và nén độ đặc của vật liệu khác nhau.
Ngay cả với những thay đổi này, van không xử lý chất lỏng nguyên chất mà là chất lỏng phi Newton hoặc chất rắn ẩm. Việc lựa chọn nó đòi hỏi phải phân tích cẩn thận độ nhớt của vật liệu, kích thước hạt và độ mài mòn.
Hướng dẫn và khuyến nghị lựa chọn thực tế
Việc lựa chọn đúng là rất quan trọng đối với sự an toàn, hiệu quả và chi phí của hệ thống. Sử dụng hướng dẫn mang tính xây dựng này để xác định sự phù hợp.
- Đối với chất rắn khô (Chảy tự do đến kết dính): Van xả đáy are the default and optimal choice. Select knife-gate, double-flap, or sector valves based on material characteristics.
- Đối với bùn và bột nhão (50-85% chất rắn): Van xả đáy chuyên dụng, được lót đầy đủ hoặc van nhúm là một giải pháp khả thi và phổ biến. Tham khảo ý kiến của nhà sản xuất van về các mẫu vật liệu và bảng dữ liệu chính xác.
- Đối với chất lỏng thực sự (nước, dầu, hóa chất): Tránh các van xả đáy tiêu chuẩn. Chọn van chất lỏng được thiết kế có mục đích riêng (van bi, van bướm, màng ngăn hoặc van cầu) có mức áp suất và vật liệu bịt kín thích hợp.
Một xem xét quan trọng cuối cùng là làm sạch và ô nhiễm chéo . Trong các cơ sở xử lý cả lô khô và ướt, việc sử dụng cùng một van là nguy cơ ô nhiễm lớn. Chất lỏng còn sót lại trong van được thiết kế cho sản phẩm khô có thể gây vón cục, hư hỏng hoặc phản ứng hóa học. Ngược lại, cặn vật liệu khô có thể làm ô nhiễm dòng chất lỏng. Van chuyên dụng cho từng dịch vụ là giải pháp đáng tin cậy duy nhất cho các nhà máy sản xuất nhiều sản phẩm.
Kết luận: Một câu hỏi về Vật lý, không chỉ về phần cứng
Cuối cùng, việc sử dụng Van xả đáy được quyết định bởi khoa học vật liệu. Vật lý thiết kế của họ được thiết kế để vượt qua những thách thức cụ thể của chất rắn dạng hạt—sự mài mòn cầu nối, sự phân tách và mài mòn. Mặc dù các cải tiến về mặt kỹ thuật có thể đẩy ứng dụng của chúng vào lĩnh vực bùn dày, nhưng về cơ bản, chúng thiếu thiết kế chịu áp lực vốn có cần thiết để xử lý hiệu quả, không rò rỉ các chất lỏng chảy tự do. Việc chỉ định van chính xác không phải là vấn đề tìm kiếm một công cụ đa năng mà là áp dụng công cụ chính xác được thiết kế cho giai đoạn và hoạt động cụ thể của vật liệu của bạn.
