介绍
气力输送是许多行业的重要过程，包括塑料生产和运输、食品加工和包装、农业种子运输和储存等等。过滤和消音解决方案是有效气动输送系统不可或缺的一部分。职责范围从保护空气流动设备到消除设备发出的噪音。需要进行过滤以清洁通过鼓风机/泵进气口和系统内的任何排气阀或真空释放阀进入工艺过程的大气空气。本文论述了气力输送的过程以及过滤对系统的重要性。
透明的料斗和管道可以通过视觉确认气动输送系统是否正常运行。
什么是气力输送系统？
气力输送是一种利用空气将散装产品（例如粉末、颗粒和其他固体）从管道或管路内的 A 点转移到 B 点的过程。材料的成功输送依赖于系统起点和终点之间的空气流动。流动通常是通过鼓风机、压缩机、风扇或真空泵来实现的。
气力输送系统设计人员和建造者在选择最合适的气力输送系统时会考虑所输送产品的类型。
该注塑设施使用气动输送系统将塑料颗粒从火车车厢卸载到存储和分配筒仓。
主要输送类型
最常见的气力输送系统类型是稀相或贫相系统，其中可以使用压力或真空设备产生气流。在压力环境中，工作压力通常小于 1 bar(g)，真空系统通常在 500 mbar 左右运行。这些系统利用高速使产品在气流中流化。
密相气力输送是一种以低速输送重型、易碎或磨蚀性材料的方法。材料以低速沿封闭的管道移动。这可以减少系统管道和输送材料的磨损。因此，当需要长距离输送材料时，密相通常是首选系统。
密相和稀相气力输送用于农业应用，将谷物、玉米和其他产品移入和移出储存筒仓。
跳跃速度
气力输送设计过程中的一个常见因素是计算跃移速度。跳跃速度是指空气速度，低于该速度时，输送的固体开始沉降在水平管道底部。此信息对于选择成功的输送系统所需的适当设备类型非常重要。不正确的空气流动设备可能会损坏正在输送的产品，甚至导致产品无法输送。为了输送粉末或颗粒等散装固体，最低空气输送速度必须高于跃移速度。
气力输送中使用什么类型的空气输送设备
气力输送应用中采用几种类型的空气流动技术，这将由系统构建者决定。在正压输送系统中，空气流动设备类型包括：
鼓风机
• 旋转凸轮/正排量 (PD)、离心式、爪式等。
压缩机
• 旋转螺杆、离心机、叶片等。
扇子
• 径向
在负压（真空）输送系统中，空气输送设备类型包括：
真空泵
• 旋转叶片、爪式、液环、侧通道、螺杆、罗茨式抽风机（PD 鼓风机）
咖啡生产设施中的气动输送设备。系统使用真空泵和PD鼓风机来推拉物料。
气力输送为什么需要过滤
如果没有适当的过滤，气力输送系统可能会面临设备性能下降的风险，包括故障和工艺污染，从而导致废料和废物成本增加。
流程停机既不受欢迎，又代价高昂。导致工艺停机的一个常见因素是环境污染物和工艺材料进入气流设备而引起的设备故障。通过选择适当指定的过滤解决方案可以避免这种情况。
进气过滤器和过滤消音器对于保护正压空气移动设备起着至关重要的作用。如果没有适当尺寸的过滤解决方案，空气中的灰尘和颗粒、虫子、动物或硬件（螺母、螺栓等）等异物都有可能被吸入设备。这可能导致机器故障和系统停机。添加高质量的过滤器来清洁入口的大气并保护鼓风机、压缩机或风扇可以减少停机的可能性。当周围环境的噪音成为问题时，可以将消音器与过滤器集成在一起，形成一个紧凑的解决方案，称为入口过滤器消音器。
根据操作条件和设备能力，可以选择特定用途的过滤介质来满足性能和去除效率要求。例如，食品包装环境可能需要 E12 级高效微粒空气过滤器 (HEPA) 来捕获 0.3 微米或以上的颗粒负荷的 99.97%。在这种情况下，过滤器的尺寸至关重要，以确保过滤器两端的压降对设备性能的影响可以忽略不计。
在正压空气输送设备的工艺/输送方面，气力输送应用中经常需要过滤解决方案。这些直列式过滤器可保护工艺材料免受异物颗粒的侵害，并确保输送清洁的空气。再次强调，尺寸对于确保空气输送设备能够以最佳性能水平运行至关重要。在制药行业，由于所转移产品的敏感性，通常指定在线过滤。如果受到污染，产品报废的成本会非常高。在许多情况下，需要使用高效过滤介质，例如 H14 级超低颗粒空气过滤器 (ULPA)，因为它具有去除性能，0.1 微米的去除效率可达 99.995%。
需要考虑的另一个潜在挑战是空气移动设备和工艺过程中可能存在的液体的分离。一些技术使用油作为润滑液，一旦发生故障，油就会迁移到输送系统中。直列式油分离器组件可以确保成功从气流中去除高浓度的油。这是通过多级分离解决方案实现的，该解决方案结合了多种机械技术，包括挡板、速度和方向变化，以及最后阶段高效油雾聚结介质包。
在负压或真空输送系统中，过滤解决方案可作为真空泵的保护。所输送物质的性质和特性严重影响着选择适当的过滤器外壳类型、结构材料以及优化性能和寿命所需的过滤介质。（即塑料、水泥、粉煤灰、面粉、谷物等）选择最适合工作的过滤器非常重要，在审查规格时需要考虑一些因素。
带有入口过滤消音器的 PD 鼓风机用于保护水泥输送应用。
例如，所传送的产品的微米尺寸是多少？如果是诸如塑料颗粒之类的粗糙产品，那么工业 5 微米效率聚酯介质可能足以完成这项工作。
入站粉尘负荷水平是多少？在许多气力输送系统中，颗粒物对过滤器的挑战可能非常大。如果颗粒负荷极大，过滤器很快就会堵塞，导致维护间隔过长和工艺停机时间。在这些情况下，如果过滤器没有得到适当的维护，单个主过滤器组件可能很快就会不堪重负，导致高压差和设备性能下降。在这种情况下，理想的解决方案是采用多级过滤系统，其中预清洁器组件用于处理大部分灰尘，然后是主颗粒过滤器。机械预清洁器（例如 Solberg 生产的 SM Spinmeister® 系列）使用叶轮以离心方式从气流中分离出 15 微米及更大的颗粒。Spinmeister® 预清洁器可去除大部分灰尘和颗粒，使主过滤器能够运行更长时间，从而延长操作员的维护间隔。
另一种特殊解决方案选项涉及自清洁过滤器过滤系统，例如 Solberg 开发的 RST 反向脉冲系列。反向脉冲系统使用压缩空气清除装载的过滤元件中收集的灰尘，使其成为自清洁过滤系统。这两种选择都有助于延长主过滤器的寿命，从而延长服务和维护间隔。其结果是最大限度的实现流程正常运行时间。
一组 Solberg ST 系列保护着塑料挤出厂的再生材料气动输送系统。
在气流超过 100C 的高温应用中，过滤介质需要进行定制以适应工作环境。根据过滤效率的要求，可以选择合适的耐高温过滤介质，以确保使用寿命。介质选择包括芳纶纤维、玻璃纤维和编织不锈钢等。
如果应用涉及湿气，则设计多级液体分离器/真空过滤器组件来应对工艺过程中的挑战。大多数真空泵技术在被液体污染时性能都会不佳，因此适当的过滤和分离非常重要。
如果液体挑战含有刺激性化学物质或腐蚀性物质，则过滤器组件和过滤元件的结构材料需要具有抵抗力。适用于腐蚀环境的材料包括外壳的不锈钢、铝或塑料以及过滤元件的各种合成或金属材料。可在金属外壳上涂上 PTFE 或多层底漆和油漆组合等特殊涂层，以提高耐腐蚀性。
一些真空泵技术，例如旋转叶片、旋转螺杆、旋转活塞和液环，使用油作为润滑液。在恶劣的工作条件下，真空泵会向工作环境中排放油雾和烟雾。虽然大多数油封真空泵系统都配备了空气/油分离器，但有时需要使用抛光过滤器来保持工作环境清洁、无油雾。采用玻璃纤维油雾聚结技术的外部油雾消除器将运行以去除旋转设备排出的油性排放物。0.3 微米的去除效率高达 99.97%，为设施内的操作员带来更加清洁的工作环境。
气动输送系统中过滤很重要的另一个区域是排气阀或真空释放阀。当启动空气排放真空释放阀时，空气进入系统并可能将污染物带入工艺气流中。在此空气入口处添加过滤器可以保护空气移动设备并有助于确保推拉系统设计的产品完整性。过滤消声器是一种流行的选择，因为噪音衰减功能有助于降低系统发出的噪音，这种噪音是由空气冲过阀门开口引起的。如果不安装消音器，噪音会很高，让人耳不舒服。
筒仓通气过滤器是该系统的重要组成部分。它们的作用是清洁从筒仓排出的含有吹入筒仓的产品颗粒的空气。尺寸合适的空气过滤器或过滤器消音器组件将有助于最大限度地减少产品向环境中的排放。与所有描述的过滤器一样，尺寸是一个关键因素，可确保对其设计保护的设备的限制最小。
过滤如何影响过滤性能
所有过滤器都需要定期维护。如果不定期检查，过滤器可能会积聚污染物，导致压力过度下降和系统性能下降。不同类型的过滤介质可能需要不同的维护。有些被设计为单个物品，例如大多数纸质过滤元件。一些合成介质（例如聚酯）可以通过洗涤、刷洗或吸尘来清除积聚的灰尘。实施预防性维护计划以确保最大限度的流程正常运行时间非常重要。
特别注意事项
气力输送应用通常需要 ATEX 认证。这是欧盟标准，旨在尽量降低在潜在爆炸性气体或粉尘环境中运行的设备发生爆炸的可能性。过滤器组件可能需要 ATEX 认证，因为它们可能因静电积聚而成为点火源。ATEX 级过滤器外壳的设计使得外壳、滤芯和所有其他组件都具有导电性，因此在正确接地时不会积聚静电荷。ATEX 认证的过滤产品经过严格的测试制度。每个过滤器外壳都配有标准的铭牌和验证合适操作条件的文件。
当气闸将物料送入输送管线时，此 ATEX 入口过滤器消音器可防止污染。
过滤器组件通常需要采用不锈钢结构材料来满足特定的应用要求、防止腐蚀问题或最大限度地减少一般磨损。根据行业和工艺性质，要求的不锈钢范围从 304 到 316L。在操作环境恶劣或输送产品性质特别具有侵蚀性的应用中，可以在金属过滤容器上涂上定制涂层以抵御挑战，例如 PTFE 涂层、高级环氧树脂或不锈钢涂料。
在某些情况下，当工作压力超过 0.5 barg (7.5 PSI) 时，可能需要采用 PED（压力设备指令）或 ASME 第 VIII 条结构来满足该地区的安全标准。压力容器标准因国家和地区而异，因此在为气力输送系统选择过滤时了解当地的要求非常重要。
结论
虽然在设计有效的气力输送系统时需要考虑几个变量，但有一件事是不变的：过滤是必不可少的。正确的过滤解决方案将保护空气流动设备并保持所输送产品的纯度。
Solberg Manufacturing 是所有类型的空气和气体过滤器以及蒸汽阱、消音器和替换元件领域的行业领先专家。要了解有关我们的过滤解决方案的更多信息或下订单，请通过我们的在线表格与我们联系，Solberg 团队成员将很快与您联系。