Akustische Reinigung - Acoustic cleaning

Ein akustisches Reinigungshorn an Materialtransportgeräten

Die akustische Reinigung ist eine Wartungsmethode, die in Materialhandhabungs- und Lagersystemen verwendet wird, die körnige oder teilchenförmige Schüttgüter wie Getreideheber handhaben , um Materialansammlungen auf Oberflächen zu entfernen. Akustische Reinigungsgeräte, die normalerweise in die Materialtransportgeräte eingebaut sind, erzeugen starke Schallwellen , die Partikel von Oberflächen lösen und die Notwendigkeit einer manuellen Reinigung verringern.

Geschichte und Design

Ein akustischer Reiniger besteht aus einer Schallquelle ähnlich ein Lufthorn auf Lastkraftwagen und Züge zu finden, zu der Material-Handhabungstechnik befestigt, die ein lautes Geräusch in den Innenraum leitet. Es wird eher mit Druckluft als mit Strom betrieben, sodass keine Funkengefahr besteht, die eine Explosion auslösen könnte. Es besteht aus zwei Teilen:

  • Der akustische Treiber. Im Fahrer bewirkt Druckluft, die an einer Membran vorbeiströmt, dass diese vibriert und das Geräusch erzeugt. Es besteht normalerweise aus massiv bearbeitetem Edelstahl . Die Membran, das einzige bewegliche Teil, wird normalerweise aus speziellem Titan für die Luft- und Raumfahrt hergestellt, um Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten.
  • Die Glocke, ein aufflammendes Horn, besteht normalerweise aus gesponnenem Edelstahl 316. Die Glocke dient als Schall Resonators und seine Form Abfackeln koppelt den Klang wirksam an die Luft abgestrahlte Lautstärke erhöht wird .

Die Gesamtlänge der akustischen Reinigungshörner reicht von 430 mm bis über 3 m Länge. Das Gerät kann in einem Druckbereich von 4,8 bis 6,2 bar oder 70 bis 90 psi betrieben werden. Der resultierende Schalldruckpegel liegt bei etwa 200 dB.

Es gibt im Allgemeinen 4 Möglichkeiten, den Betrieb eines akustischen Reinigers zu steuern.

Ein akustischer Reiniger ertönt normalerweise 10 Sekunden lang und wartet dann weitere 500 Sekunden, bevor er erneut ertönt. Dieses Verhältnis für Ein / Aus ist ungefähr proportional zur Lebensdauer der Membran. Vorausgesetzt, die Betriebsumgebung liegt zwischen –40 ° C und 100 ° C, sollte eine Membran zwischen 3 und 5 Jahren halten. Der Wellengenerator und die Glocke haben eine viel längere Lebensdauer und überdauern häufig die Umgebung, in der sie betrieben werden.

Die älteren Glocken aus Gusseisen waren in bestimmten Umgebungen anfällig für Rost . Die neuen Glocken aus 316 gesponnenem Stahl haben kein Problem mit Rost und sind ideal für sterile Umgebungen, wie sie in der Lebensmittelindustrie oder in pharmazeutischen Anlagen zu finden sind.

Die akustische Reinigung begann in den frühen 1970er Jahren mit Experimenten mit Schiffshupen oder Luftangriffssirenen . Die ersten Akustikreiniger wurden aus Gusseisen hergestellt . Ab 1990 wurde die Technologie kommerziell nutzbar und begann in der Trockenverarbeitung, Lagerung, Transport, Stromerzeugung und Fertigung eingesetzt zu werden. Die neueste Technologie verwendet 316 gesponnenen Edelstahl, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.

Bedienung und Leistung

Die meisten akustischen Reiniger arbeiten im Audiofrequenzbereich von 60 Hertz bis 420 Hz. Einige arbeiten jedoch im Infraschallbereich unter 40 Hz, der meist unterhalb des menschlichen Hörbereichs liegt, um die strengen Anforderungen an die Geräuschkontrolle zu erfüllen. Es gibt drei wissenschaftliche Bereiche, die im Verständnis der akustischen Reinigungstechnologie zusammenlaufen.

  • Schallausbreitung. Dies bezieht sich auf ein Verständnis der Natur der Schallwellen, wie sie variieren und wie sie mit der Umgebung interagieren.
  • Mathematik der Umwelt. Materialwissenschaften , Oberflächenreibung , Abstand und Bereichen vertraut Maschinenbauingenieur.
  • Chemieingenieurwesen . Die chemischen Eigenschaften des zu entbindenden Pulvers oder Stoffes. Insbesondere die selbstklebenden Eigenschaften des Pulvers.

Ein akustischer Reiniger erzeugt eine Reihe sehr schneller und starker schallinduzierter Druckschwankungen, die dann auf die festen Partikel Asche, Staub , Granulat oder Pulver übertragen werden. Dies führt dazu, dass sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen und sich von angrenzenden Partikeln und der Oberfläche, an der sie haften, lösen. Sobald sie getrennt wurden, fällt das Material aufgrund der Schwerkraft ab oder es wird vom Prozessgas oder Luftstrom weggetragen.

Die Hauptmerkmale, die bestimmen, ob ein akustischer Reiniger für ein bestimmtes Problem wirksam ist oder nicht, sind der Partikelgrößenbereich, der Feuchtigkeitsgehalt und die Dichte der Partikel sowie wie sich diese Eigenschaften mit der Temperatur und der Zeit ändern. Typischerweise sind Partikel zwischen 20 Mikrometer und 5 mm mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter 8,5% ideal. Die oberen Temperaturgrenzen hängen vom Schmelzpunkt der Partikel ab, und bei Temperaturen über 1000 ° C wurden Schallreiniger eingesetzt, um Ascheanhäufungen in Kesselanlagen zu entfernen.

Es ist wichtig, die Betriebsfrequenzen an die Anforderungen anzupassen. Höhere Frequenzen können genauer gerichtet werden, während niedrigere Frequenzen weiter übertragen werden, und werden im Allgemeinen für anspruchsvollere Anforderungen verwendet. Eine typische Auswahl der verfügbaren Frequenzen wäre wie folgt:

  • 420 Hz für einen kleinen akustischen Reiniger, mit dem Brücken an der Basis eines Silos entfernt werden können.
  • 350 Hz sind leistungsfähiger und diese Frequenz kann verwendet werden, um Materialansammlungen in ID-Ventilatoren (Saugzug), Filtern, Zyklonen, Mischern, Trocknern und Kühlern zu entsperren.
  • 230 Hz. Bei dieser Frequenz reicht die Leistung aus, um in den meisten Stromerzeugungsanwendungen verwendet zu werden .
  • 75 Hz und 60 Hz. Diese sind im Allgemeinen die leistungsstärksten Schallreiniger und werden häufig in großen Behältern und Silos eingesetzt .

Gesundheit und Sicherheit

Die Einführung von Akustikreinigern hat sich in vielen Bereichen des Gesundheits- und Sicherheitswesens erheblich verbessert . Zum Beispiel bei der Siloreinigung - die vorherigen Lösungen waren in der Regel aufdringlich oder zerstörerisch. Luftkanonen, Rußbläser , externe Vibratoren, Hämmern oder kostspielige Eingaben von Männern werden durch nichtinvasive Schallhörner ersetzt. Ein akustischer Reiniger benötigt keine Ausfallzeit und funktioniert während der normalen Nutzung des Standorts. Am Beispiel der Siloreinigung gibt es zwei typische Probleme.

Überbrückung

Dies ist, wenn das Silo am Ausgang blockiert. Zuvor wurde das Problem durch manuelle Reinigung unter dem Silo behoben, was wiederum ein erhebliches Risiko für herabfallendes Material beim Entfernen der Verstopfung mit sich brachte. Ein akustischer Reiniger kann von der Oberseite eines Silos durch In-situ-Material arbeiten, um die Verstopfung an der Basis zu beseitigen.

Rattenlochung

Verdichtung an der Seite eines Silos. Dies reduziert nicht nur das Betriebsvolumen in einem Silo, sondern beeinträchtigt auch die Qualitätskontrolle, indem der First-In-First-Out-Zyklus unterbrochen wird. Älteres Material, das an der Seite eines Silos verdichtet wird, kann sich ebenfalls zersetzen und gefährliche Gase erzeugen. Ein akustischer Reiniger erzeugt Schallwellen, die das verdichtete Material mit einer anderen Geschwindigkeit als die Umgebung in Resonanz bringen, was zu einer Ablösung und einem Abstand führt.

Vorteile von Akustikreinigern

  • Wiederholte Verwendung während des Betriebs bedeutet, dass weniger außerplanmäßige Abschaltungen auftreten.
  • Verbesserter Materialfluss durch Beseitigung von Aufhängen, Blockieren und Überbrücken.
  • Minimierung der Kreuzkontamination durch vollständige Entleerung der Umwelt.
  • Verbesserte Reinigung und Reduzierung von Gesundheits- und Sicherheitsrisiken.
  • Erhöhte Energieeffizienz. Die Reduzierung des Aufbaus auf Wärmeaustauschflächen führt zu einem geringeren Energieverbrauch.
  • Erweiterte Pflanzenwelt. Aggressive Reinigungsmaßnahmen werden vermieden.
  • Einfache Bedienung. Es ist einfach, die Hörner entweder in regelmäßigen Abständen zu automatisieren oder das Geräusch an Änderungen in ihrer Umgebung wie Druck oder Durchflussraten zu binden.
  • Wichtig ist, dass sie verhindern, dass das Problem des Materialaufbaus überhaupt auftritt.

Diese Vorteile führen dazu, dass sich die finanzielle Amortisation oft sehr schnell vollzieht.

Es ist auch möglich, akustische Reiniger direkt mit alternativen Lösungen zu vergleichen.

  • Luftkanonen. Diese sind gut etabliert, aber bei begrenzter Abdeckung teuer und erfordern daher den Kauf mehrerer Einheiten. Sie sind auch störend und haben einen hohen Druckluftverbrauch.
  • Vibratoren. Diese lassen sich leicht in ein leeres Silo einbauen, können jedoch strukturelle Schäden verursachen und zur Pulververdichtung beitragen.
  • Reibungsarme Auskleidungen. Diese sind sehr leise, aber teuer in der Installation. Sie sind auch anfällig für Erosion und können dann die Umwelt oder das Produkt kontaminieren.
  • Aufblasbare Pads und Liner. Auch diese sind einfach in einem leeren Silo zu installieren. Sie helfen beim Aufbau der Seitenwände, haben jedoch keinen Einfluss auf die Überbrückung. Sie sind außerdem schwer zu warten und können zu Verdichtung führen.
  • Fluidisierung durch eine Einwegmembran. Dies kann bereits verdichtetem Material helfen. Sie sind jedoch teuer und schwer zu installieren und zu warten. Sie können auch zur mechanischen Verriegelung und Überbrückung beitragen.

Spezifische Anwendungen für akustische Reiniger

  • Kessel . Reinigung der Wärmeübertragungsflächen.
  • Elektrofilter . Akustische Reiniger werden zum Reinigen von Trichtern, Drehflügeln, Verteilerplatten, Sammelplatten und Elektrodendrähten verwendet.
  • Superheizungen , Economiser und Lufterhitzer.
  • Kanalarbeit.
  • Filter. Akustische Reiniger werden für Umkehrluft-, Impulsstrahl- und Schütteleinheiten verwendet. Sie reduzieren wirksam den Druckabfall auf der Auffangfläche, wodurch die Lebensdauer des Beutels verlängert und das Verstopfen des Trichters verhindert wird. Im Allgemeinen können sie sowohl die Umkehrluftventilatoren als auch die Schütteleinheiten vollständig ersetzen und den Druckluftbedarf für Pulsstrahlfilter erheblich reduzieren.
  • ID-Fans. Die akustische Reinigung sorgt für ein gleichmäßiges Reinigungsmuster, auch für unzugängliche Teile des Lüfters. Dies hält das Gleichgewicht des Lüfters aufrecht.
  • Ofeneinlass . Akustische Reiniger verhindern die Bildung von Partikeln am Ofeneinlass und minimieren so die Bildung von Nasenringen.
  • Mechanische Vorsammler. Akustische Reiniger verhindern Ablagerungen um die Laufräder und zwischen den Rohren.
  • Mühlen. Akustische Reiniger tragen zur Aufrechterhaltung des Materialflusses bei und verhindern Verstopfungen in den Vormahlsilos. Sie tragen auch dazu bei, Materialansammlungen in den nachgeschalteten Abscheidern und Lüftern zu verhindern.
  • Planetenkühler. Akustische Reiniger verhindern eine Überbrückung und sorgen für eine vollständige Evakuierung.
  • Abscheider. Akustische Reiniger helfen beim Reinigen der Drehflügel, Verteilerplatten, Sammelplatten und Elektrodendrähte. Sie können die mechanischen Klopfsysteme entweder unterstützen oder ersetzen. Sie verhindern auch die Bildung von Partikeln in den Trichtern, die andernfalls zu einem Anstieg der Opazität führen würden.
  • Vorheizungen. Wird in Türmen, Gassteigleitungen, Zyklonen und Ventilatoren verwendet.
  • Schiffsladeräume. Wird sowohl zum Reinigen als auch zum Entlüften von Stromlasten verwendet.
  • Silos und Trichter . Um Überbrückungen und Rattenlöcher zu vermeiden.
  • Statische Zyklone. Akustische Reiniger arbeiten sowohl innerhalb des Zyklons als auch mit den dazugehörigen Rohrleitungen.

Siehe auch

Externe Links