ロータリーバルブの空気漏れを最小限に抑えることの重要性

Coperion K-Tron | コンポーネント担当営業部長のマット・バート氏とコンポーネント担当ジュニア・ビジネス開発マネージャーのロン・ヴァン・オステンブリッジ氏 2021年11月22日

ロータリーバルブは、製品を計量したり、ホッパー内の材料の分離装置、圧力差の分離、または NFPA 69 (爆発防止システムに関する現在の規格) の隔離装置として機能する装置です。 ロータリー バルブは、エアロック、スター バルブ、ロータリー フィーダー、ロータリー エアロックなど、さまざまな名前で知られています。 図 1 にロータリーバルブの断面図を示します。

すべてのロータリーバルブから空気が漏れるため、この漏れ空気を管理する必要があります。 考慮すべき漏れには 3 つのタイプがあります。 ラジアル漏れとは、ローターブレードの先端とハウジングの間で漏れる空気のことです。 軸方向の漏れは、ローターブレードのエッジとエンドプレートの間の漏れです。 キャリーオーバー漏れとは、空のローターポケットを介してバルブの入口に戻るガスのことです。 バルブの入口でのガス漏れは、バルブへの材料の流れに影響を与える可能性があります。

供給されるバルク材料の特性を理解することは、特定の用途に適したロータリーバルブを構成する上で重要です。

材料が粘着性または粘着性がある場合、圧力がかかると固まり、バルブに自由に流れなくなる可能性があります。 粒子のサイズと形状は、材料がバルブポケットにどの程度うまく流れ込むか、ひいてはバルブの効率に影響します。 噛み合ったり凝集したりしてポケット充填効率が低下する材料があります。 バルブのサイズを決めるときは、これを考慮する必要があります。

ロータリーバルブの内部部品のバルク材はどの程度研磨性がありますか? 研磨材はローター、ハウジング、エンドプレートを摩耗させます。 結果として生じる隙間により、バルブ全体でさらなる空気漏れが発生する可能性があります。 摩耗に対処するようにバルブを設計するには、クロム、タングステンカーバイド、セラミックなどの特別なコーティングが必要になる場合があります。

供給される材料が腐食性の場合、バルブの構造材料を考慮する必要があります。 通常、バルブはアルミニウム、炭素鋼、またはステンレス鋼で作られています。 腐食性バルク材料の場合、正しい構造材料を選択することが重要です。 もう 1 つの考慮事項は、プロセス蒸気が腐食を引き起こす可能性です。 これは、バルブ自体よりもシールに大きな影響を与える可能性があります。

ロータリーバルブを構成する際には、環境の温度と材料の温度の両方を考慮する必要があります。 材料が熱い場合は、熱膨張によるローターとハウジングの接触を避けるため、クリアランスに細心の注意を払ってください。 温度もシールの種類に影響を与える可能性があります。

ロータリーバルブやシールの構造材料が反応する可能性はありますか？ たとえば、チューブやロータリーバルブハウジング/ローターなどのプロセス機器にアルミニウムを使用すると、一部の PVC 化合物が変色する可能性があります。 搬送ガスは通常、周囲空気または不活性ガス (N2 など) です。 アザラシに清潔で乾燥した工場空気を供給することが重要です。 そうしないと、バルブシールに水分、汚れ、または油が入り込む可能性があり、バルブシールが損傷したり、その効果が低下したりする可能性があります。

材料が劣化しやすい場合、ロータリーバルブによる磨耗により、製品が生産者やエンドユーザーの仕様から外れてしまう可能性があります。 通常、この劣化は材料のせん断または汚れによって引き起こされます。

材料が硬くてせん断が難しい場合、ローター シャフトやドライブ アセンブリに大きな負荷がかかる可能性があります。 通常、これはより高負荷のドライブを使用することで解決できます。 ただし、より高負荷のドライブをローターに追加すると、ローターシャフトがねじれる危険性があるため、注意が必要です。 トルク負荷に耐えられるローターシャフトを備えたバルブを選択することが重要です。 さらに、モース硬度は、圧力差と同様に、摩耗保護を選択するための最初の基準です。

材料のかさ密度と、それがバルブ前後の差圧によってどのような影響を受けるかを考慮する必要があります。 たとえば、流動しやすい材料 (通常は粉末) では、圧力システムに供給する際のポケット充填効率の損失を補うために、特大のバルブが必要になる場合があります。