Akustisk rengöring

Ett akustiskt rengöringshorn på materialhanteringsutrustning

Akustisk rengöring är en underhållsmetod som används i materialhanterings- och lagringssystem som hanterar bulkformiga eller partikelformiga material, såsom spannmålshissar , för att avlägsna materialansamlingar på ytor. Akustiska rengöringsapparater, vanligtvis inbyggda i materialhanteringsutrustningen, fungerar genom att generera kraftfulla ljudvågor som skakar loss partiklar från ytor, vilket minskar behovet av manuell rengöring.

Historia och design

En akustisk rengöring består av en ljudkälla som liknar ett lufthorn som finns på lastbilar och tåg, fäst vid materialhanteringsutrustningen, som leder ett högt ljud in i interiören. Den drivs av tryckluft snarare än elektricitet, så det finns ingen risk för gnistor, vilket kan utlösa en explosion. Den består av två delar:

  • Den akustiska föraren. I föraren får tryckluft som strömmar förbi ett membran att det vibrerar, vilket genererar ljud. Den är vanligtvis gjord av massivt bearbetat rostfritt stål . Membranet, den enda rörliga delen, tillverkas vanligtvis av titan av speciell flyg- och rymdkvalitet för att säkerställa prestanda och livslängd.
  • Klockan, ett utvidgat horn, vanligtvis tillverkat av spunnet rostfritt stål av 316-kvalitet. Klockan fungerar som en ljudresonator , och dess utvidgade form kopplar ljudet effektivt till luften, vilket ökar ljudvolymen som utstrålas.

Den totala längden på akustiska rengöringshorn varierar från 430 mm till över 3 meter långa. Enheten kan arbeta från ett tryckområde på 4,8 till 6,2 bar eller 70 till 90 psi. Den resulterande ljudtrycksnivån blir cirka 200 dB.

Det finns generellt fyra sätt att styra driften av en akustisk renare:

En akustisk rengöring låter normalt i 10 sekunder och väntar sedan i ytterligare 500 sekunder innan den låter igen. Detta förhållande för på/av är ungefär proportionellt mot membranets livslängd. Förutsatt att driftsmiljön är mellan -40 C och 100 °C, bör ett membran hålla mellan 3 och 5 år. Våggeneratorn och klockan har en mycket längre livslängd och kommer ofta att vara längre än miljön där de verkar. [ citat behövs ]

De äldre klockorna som tillverkades av gjutjärn var känsliga för rost i vissa miljöer. De nya klockorna gjorda av 316 spunnet stål har inga problem med rost och är idealiska för sterila miljöer som finns i livsmedelsindustrin eller i läkemedelsfabriker.

Akustisk rengöring började i början av 1970-talet med experiment med fartygshorn eller luftanfallssirener . De första akustiska rengöringarna gjordes av gjutjärn . Från 1990 och framåt blev tekniken kommersiellt gångbar och började användas inom torr process, lagring, transport, kraftproduktion och tillverkningsindustri. Den senaste tekniken använder 316 spunnet rostfritt stål för att säkerställa optimal prestanda.

Drift och prestanda

De flesta akustiska rengöringsapparater arbetar i ljudfrekvensområdet från 60 hertz upp till 420 Hz. Ett fåtal arbetar dock inom infraljudsområdet , under 40 Hz, vilket för det mesta är under det mänskliga hörselområdet, för att tillfredsställa strikta krav på bullerkontroll . Det finns tre vetenskapliga områden som konvergerar i förståelsen av akustisk rengöringsteknik.

  • Ljudspridning. Det handlar om en förståelse för ljudvågornas natur, hur de varierar och hur de kommer att interagera med omgivningen.
  • Matematik i miljön. Materialvetenskap , ytfriktion , avstånd och områden som en maskiningenjör känner till.
  • Kemiteknik . De kemiska egenskaperna hos pulvret eller ämnet som ska frigöras. Speciellt pulvrets självhäftande egenskaper.

En akustisk rengöring kommer att skapa en serie mycket snabba och kraftfulla ljudinducerade tryckfluktuationer som sedan överförs till de fasta partiklarna av aska, damm , granulat eller pulver. Detta gör att de rör sig med olika hastigheter och lossnar från angränsande partiklar och ytan som de fäster vid. När de väl har separerats kommer materialet att falla av på grund av tyngdkraften eller förs det bort av processgasen eller luftströmmen.

De viktigaste egenskaperna som avgör huruvida en akustisk rengöringsmedel kommer att vara effektiv för ett givet problem är partikelstorleksintervallet, fukthalten och densiteten hos partiklarna samt hur dessa egenskaper kommer att förändras med temperatur och tid. Vanligtvis är partiklar mellan 20 mikrometer och 5 mm med en fukthalt under 8,5 % idealiska. Övre temperaturgränser är beroende av partiklarnas smältpunkt och akustiska rengöringsmedel har använts vid temperaturer över 1000 C för att ta bort aska i pannanläggningar.

Det är viktigt att anpassa driftsfrekvenserna till kraven. Högre frekvenser kan riktas mer exakt medan lägre frekvenser kommer att bära vidare och används i allmänhet för mer krävande krav. Ett typiskt urval av tillgängliga frekvenser skulle vara följande:

  • 420 Hz för en liten akustisk renare som kan användas för att rensa överbryggningar vid basen av en silo.
  • 350 Hz kommer att vara mer kraftfull och denna frekvens kan användas för att frigöra materialuppbyggnad i ID (inducerat drag) fläktar, filter, cykloner, blandare, torktumlare och kylare.
  • 230 Hz. Vid denna frekvens är den inblandade effekten tillräcklig för att användas i de flesta elproduktionstillämpningar .
  • 75 Hz och 60 Hz. Dessa är i allmänhet de mest kraftfulla akustiska rengöringsmedlen och används ofta i stora fartyg och silor .

Hälsa och säkerhet

Införandet av akustiska rengöringsmedel har varit en betydande förbättring inom många områden av hälsa och säkerhet . Till exempel inom silorengöring - de tidigare lösningarna tenderade att vara påträngande eller destruktiva. Luftkanoner, sotblåsare , externa vibratorer, hamrande eller kostsamma inträde för män ersätts alla av icke-invasiva soniska horn. En akustisk rengöring kräver ingen stilleståndstid och fungerar under normal användning av platsen. För att ta exemplet med silostädning lite längre, finns det två typiska problem.

Överbrygga

Det är då silon blockerar vid utloppet. Tidigare åtgärdades problemet genom manuell rengöring från undersidan av silon, vilket i sin tur medförde betydande risk för att material faller ner när blockeringen åtgärdats. En akustisk renare kan arbeta från toppen av en silo genom in situ material för att rensa blockeringen vid basen.

Råtthål

Packning på sidan av en silo. Detta minskar inte bara driftsvolymen i en silo utan äventyrar kvalitetskontrollen genom att störa första in först ut-cykeln. Äldre material som packats på sidan av en silo kan också börja brytas ned och producera farliga gaser. En akustisk rengöring kommer att producera ljudvågor som kommer att få det komprimerade materialet att resonera i en annan takt än den omgivande miljön, vilket resulterar i lossning och frigöring.

Fördelar med akustiska rengöringsmedel

  • Upprepad användning under drift gör att det blir färre oplanerade avstängningar.
  • Förbättrat materialflöde genom att eliminera hängningar, blockering och överbryggning.
  • Minimering av korskontaminering genom att säkerställa fullständig tömning av miljön.
  • Förbättrad rengöring och minskning av hälso- och säkerhetsrisker.
  • Ökad energieffektivitet. Att minska uppbyggnaden på värmeväxlingsytor resulterar i lägre energianvändning.
  • Förlängt växtliv. Aggressiva rengöringsmetoder undviks.
  • Enkel drift. Det är lätt att automatisera hornen antingen med jämna mellanrum eller att koppla ljudet till förändringar i omgivningen som tryck eller flödeshastigheter.
  • Viktigt är att de förhindrar att materialuppbyggnadsproblemet uppstår i första hand.

Dessa fördelar gör att den ekonomiska återbetalningen ofta är mycket snabb.

Det är också möjligt att jämföra akustiska rengöringsmedel direkt med alternativa lösningar.

  • Luftkanoner . Dessa är väletablerade men är dyra med begränsad täckning och kräver därför köp av flera enheter. De är också bullerstörande och har en hög tryckluftsförbrukning.
  • Vibratorer. Dessa är lätta att montera i en tom silo men kan orsaka strukturella skador samt bidra till pulverkomprimering.
  • Foder med låg friktion. Dessa är väldigt tysta men är dyra att installera. De är också utsatta för erosion och kan då förorena miljön eller produkten.
  • Uppblåsbara dynor och liners. Återigen är dessa lätta att installera i en tom silo. De hjälper till att bygga upp sidoväggar men har ingen inverkan på överbryggning. De är också svåra att underhålla och kan orsaka packning.
  • Fluidisering genom ett 1-vägs membran. Detta kan hjälpa redan komprimerat material. Men de är dyra och svåra att installera och underhålla. De kan också bidra till mekanisk förregling och överbryggning.

Specifika tillämpningar

  • Pannor . Rengöring av värmeöverföringsytorna.
  • Elektrostatiska stoftavskiljare . Akustiska rengöringsmedel används för att rengöra trattar, vridvingar, fördelningsplattor, uppsamlingsplattor och elektrodtrådar.
  • Supervärmare , ekonomiserare och luftvärmare.
  • Kanalarbete.
  • Filter. Akustiska rengöringsmedel används på omvänd luft, pulsstråle och skakenheter. De är effektiva för att minska tryckfallet över uppsamlingsytan, vilket kommer att öka påsens livslängd och förhindra igensättning av tratten. Generellt sett kan de helt ersätta både omvända luftfläktar och skakenheter och avsevärt minska tryckluftsbehovet på pulsjetfilter.
  • ID-fans. Akustisk rengöring hjälper till att ge ett enhetligt rengöringsmönster även för otillgängliga delar av fläkten. Detta upprätthåller fläktens balans.
  • Ugnsinlopp . Akustiska rengöringsmedel hjälper till att förhindra partikeluppbyggnad vid ugnsinloppet och detta kommer att minimera bildandet av nosringar.
  • Mekaniska församlare. Akustiska rengöringsmedel hjälper till att förhindra ansamling runt pumphjulen och mellan rören.
  • Mills. Akustiska rengöringsmedel hjälper till att upprätthålla materialflödet och förhindrar även blockeringar i förslipningssilorna. De hjälper också till att förhindra materialansamling i nedströmsseparatorerna och fläktarna.
  • Planetkylare. Akustiska rengöringsmedel hjälper till att förhindra överbryggning och säkerställa fullständig evakuering.
  • Precipitator. Akustiska rengöringsmedel hjälper till att rengöra vändskovlarna, fördelningsplattorna, uppsamlingsplattorna och elektrodtrådarna. De kan antingen hjälpa till eller ersätta de mekaniska rappsystemen. De förhindrar också partikeluppbyggnad i undertrattarna, vilket annars skulle resultera i opacitetsspik.
  • Förvärmare. Används i torn, gasstigare, cykloner och fläktar.
  • Fartygets lastrum. Används både för att rengöra och avlufta strömbelastningar.
  • Silor och trattar . För att förhindra överbryggning och råtthål.
  • Statiska cykloner. Akustiska rengöringsmedel kommer att fungera både inom cyklonen och med tillhörande kanalarbete.

Se även

externa länkar

Media relaterade till akustiska rengöringsmedel på Wikimedia Commons

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Acoustic_cleaning&oldid=1065884081 "