Mineralkonzentratoren und Mineralverarbeitung

Wie entscheidet man, wenn ein Ventil oder eine Pumpe nicht ideal ist und den Betrieb behindert? Die Entscheidung für eine Veränderung fällt oft schwer und ist kostspielig. Allerdings kann die Entscheidung, keine Änderung vorzunehmen, aufgrund der hohen Betriebskosten kostspieliger sein. In jeder Pipeline gibt es viele Optionen. Unter bestimmten Umständen wird die Entscheidung dadurch getroffen, dass man dem lokalen Verkäufer vertraut, der in der Vergangenheit Unterstützung und Lösungen bereitgestellt hat. Das Produkt ist vielleicht nicht die beste Technologie, aber sie bieten Unterstützung, helfen bei der Lösung von Problemen und bringen den Prozess in Betrieb.

Dieser Artikel zeigt, wie kostspielig eine schlechte Ventil- oder Pumpenauswahl zu enormen Betriebskosten sein kann. Irgendwann kommt bei jedem Betrieb die Entscheidung zustande, dass das, was getan wird, wirtschaftlich und betrieblich nicht sinnvoll ist. Diese Entscheidungen sind schwierig und erfordern Investitionen.

In einem Fall entschied sich eine Mineralverarbeitungsanlage für eine Marke von Quetschventilen zur Handhabung einer Mineralienaufschlämmung, wobei die Ventile alle 45 Sekunden ein- und ausgeschaltet wurden. Sie verfügten über zwei Verarbeitungsanlagen und hatten zwischen den beiden Betrieben 156 kleine Quetschventile installiert.

Die Ventile mussten regelmäßig gewartet werden und die Gummimanschetten wurden alle vier Monate ausgetauscht. Die beiden Werke baten den Hersteller um Hilfe bei der Verlängerung der Lebensdauer der Gummimanschetten. Einige der Empfehlungen des Herstellers bestanden darin, das Gummimaterial zu wechseln, die Leute darin zu schulen, die Gummimanschetten zu wechseln und die Druckstufe der Ventile zu ändern.

Obwohl der Betriebsdruck nur 60 Pfund pro Quadratzoll Überdruck (psig) betrug und die Aufschlämmung zu 40 % aus Feststoffen bestand, empfahl der Hersteller Gummimanschetten mit höherem Druck. Trotz mehrerer Besuche des Herstellers wurden in drei Jahren keine großen Fortschritte bei der Verlängerung der Lebensdauer der Ventilhülse erzielt.

Nachdem diese Verarbeitungsbetriebe dieses Problem gelöst hatten, suchten sie nach besseren Alternativen. Das Testventil eines anderen Herstellers lief zwei Jahre lang ununterbrochen ohne einen einzigen Gummimanschettenwechsel und ohne Wartung.

Danach begann das Werk mit dem gleichen Erfolg, die defekten Quetschventile durch die neue Marke zu ersetzen. In ihren beiden Werken ersetzten sie 156 Ventile. Die vom Werk angegebene durchschnittliche Lebensdauer des besseren Quetschventils betrug 27 Monate, bevor das Ventil repariert werden musste.

Einige Vorteile von Quetschventilen sind:

Quetschventile sind einfache Strukturen mit drei Hauptkomponenten: Quetschventilhülse, Ventilkörper und Betätigungsmethode.

Quetschventile sind einfache Geräte, die auf Gummi basieren, um die Lebensdauer eines Ventils zu gewährleisten, und die einfach und schnell repariert werden können. Leider können Qualität und Leistung des Gummis von Marke zu Marke unterschiedlich sein.

Einige der Gummimischungen, die in Quetschventilmanschetten erhältlich sein können, sind Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Hochtemperatur-Styrol-Butadien-Kautschuk (SBRT), Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM) und Nitrilkautschuk (NBR). , hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Neoprenkautschuk (CR), Butylkautschuk (IIR), Fluorkautschuk oder Viton (FPM), chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk (CSM) und einige Versionen von Polyurethan (PU). Jedes der oben genannten Gummimaterialien und Polyurethanmaterialien kann Schleifschlämmen mit hohem Feststoffgehalt verarbeiten, bestimmte Gummimischungen eignen sich jedoch besser für den Umgang mit verschiedenen Chemikalien. In einigen Fällen kann ein Quetschventil gegen aggressive Chemikalien eine bessere Option sein als Metallventile aus exotischen Materialien.

Bedenken Sie auch hier, dass bei Quetschventilen die Gummimanschette das einzige Bauteil ist, das mit dem Medium in Kontakt kommt. Das bedeutet, dass der Ventilkörper nicht unbedingt aus exotischen Legierungen bestehen muss. SBR, SBRT, NR und PU sind alle gut gegen abrasive Medien. EPDM und FPM sind ideal für mittelstarke und starke Säuren (erkundigen Sie sich beim Hersteller nach der besten Empfehlung). NBR und HNBR sind ideal für Öle, Fette und Bitumen. CR, CSM und IIR haben alle spezifische Medien, in denen sie resistent sind.

Ähnlich wie bei Quetschventilen hat die Gummiherstellung einen Einfluss auf die Lebensdauer von Peristaltikpumpenschläuchen. Peristaltik leitet sich von einem medizinischen Begriff ab, der sich darauf bezieht, wie die Verengung und Entspannung eines Kanals wellenartige Bewegungen erzeugen kann, die den Inhalt des Kanals nach vorne drücken.

Das Funktionsprinzip der Peristaltikpumpe basiert auf der gleichen Kompression eines Gummischlauchs. Wenn der Kompressionsmechanismus entfernt oder nach vorne bewegt wird, prallt der nicht komprimierte Gummischlauch zurück und kehrt in die offene Position zurück. Dieses erneute Öffnen des Gummischlauchs saugt durch den entstehenden Sog neues Material an und der Prozess beginnt von vorne.

Peristaltische Pumpen haben folgende positive Eigenschaften:

Einige der oben genannten Punkte sind für Benutzer wichtig. Wenn beispielsweise Flockungsmittel, Reagenzien oder Polymere gepumpt werden, schert die Peristaltikpumpe das Medium nicht wie bestimmte Pumpentypen, wodurch der Chemikalienverbrauch häufig gesenkt werden kann. Außerdem kommt es zu Unfällen und manchmal bleiben Pumpen trocken.

Bei bestimmten Pumpentypen bedeutet dies eine Katastrophe und kostspielige Reparaturen. Eine Peristaltikpumpe kann über längere Zeiträume trocken laufen, ohne dass die Pumpe Schaden nimmt. In Bergbauumgebungen ist sauberes Stopfbuchsdichtungswasser möglicherweise nicht möglich, was in kürzeren Zeiträumen zur Zerstörung teurer Stopfbuchsdichtungen führen kann. Schlauchpumpen haben keine Stopfbuchsen. Wenn eine peristaltische Pumpe angehalten wird, blockiert sie den Fluss vollständig, während andere Pumpen im angehaltenen Zustand undicht werden und die vorgeschaltete Aufschlämmung entwässern können. Schließlich eignen sich bestimmte Kreiselpumpentypen hervorragend zum Pumpen von Feststoffen. Wenn jedoch der Feststoffgehalt über 35 % zu kriechen beginnt, erhöht sich die Verschleißrate von Auskleidung, Laufrädern und anderen exponierten Teilen. Eine Kreiselpumpe, die bei einem Feststoffgehalt von 35 % eine gute Leistung erbringt, kann also das Zwei- bis Dreifache der Reparaturkosten verursachen, wenn der Feststoffgehalt auf 50 bis 55 % erhöht wird. Umgekehrt weist eine Peristaltikpumpe ähnliche Verschleißraten und Reparaturpläne auf, unabhängig davon, ob die Pumpe 35 % Feststoffe oder 80 % Feststoffe fördert.

Ein hochwertiger Gummischlauch ist für die Lebensdauer einer Peristaltikpumpe von entscheidender Bedeutung, aber auch die mechanische Verschlussmethode des Gummischlauchs beeinflusst die Leistung und Lebensdauer des Schlauchs. Der wichtigste Faktor, der die Lebensdauer eines Schlauchs in einer Peristaltikpumpe bestimmt, ist, wie oft der Schlauch komprimiert wird. Es besteht ein weit verbreitetes Missverständnis, dass die Abrasivität oder der Feststoffanteil der Aufschlämmung die Lebensdauer des Schlauchs bestimmt. Im Allgemeinen geht es darum, wie viele Kompressionen auf den Schlauch ausgeübt werden. Ein weiterer wichtiger Faktor ist sowohl die Erwärmung des Schlauchs durch die Kompression als auch die mittlere Temperatur im Schlauch. Da die Schlauchtemperaturen aufgrund der Kompressionsmethode und der Mediumstemperatur steigen, kann sich die Lebensdauer des Schlauchs verzehnfachen, wenn die Nenntemperatur des Schlauchs erreicht wird.

Bei den heutigen peristaltischen Pumpen gibt es drei Arten von Kompressionsmethoden. Bei einem davon handelt es sich um zwei Metallhöcker oder -schuhe, die sich um 360 Grad drehen, um den Schlauch zusammenzudrücken. Schuhförmige Schlauchpumpen erzeugen beim Kompressionsvorgang Reibung und Wärme. Aus diesem Grund muss die Drehzahl der Schuhpumpe auf einer langsamen Umdrehung pro Minute (U/min) gehalten werden und das Gehäuse der Pumpe muss mit einer großen Menge Glycerin gefüllt sein, um die durch die Reibung entstehende Wärme abzuleiten.

Die zweite Option besteht aus zwei Rollen zum Komprimieren des Gummischlauchs. Diese Ausführung erzeugt nicht die Hitze der Reibschuhe, was die Lebensdauer des Schlauchs wahrscheinlich verlängert, insbesondere bei höheren Durchflussraten und höheren Drehzahlen. Außerdem sind bei diesem Design keine großen Mengen an Glycerin erforderlich, um die Wärme abzuleiten. Die Lebensdauer und die Betriebskosten eines Gummischlauchs sollten geringer sein als bei einer Schuhkonstruktion, wenn die gesamte Baugruppe aus hochwertigen Komponenten und Konstruktionen besteht.

Die dritte Option ist die neueste und verfügt über eine Exzenterwelle und eine Hochleistungsrolle, die bei jeder 360-Grad-Drehung einmal über den Schlauch rollt. Dieses Design eliminiert eine Kompression bei jeder einzelnen Umdrehung. Da die Anzahl der Schlauchkompressionen der entscheidende Faktor für die Lebensdauer des Schlauchs ist, hat diese Konstruktion eine ungefähr doppelt so lange Lebensdauer des Schlauchs als die oben genannten alternativen Optionen.

Dies liegt auch an der Konstruktion, die praktisch keine Wärme erzeugt. Bei dieser Ausführung ist außerdem nur eine geringe Menge Glycerin zur leichten Schmierung des Gummischlauchs erforderlich.

Schlauchpumpen im Schuhdesign begrenzen ihre Betriebsgeschwindigkeit aufgrund der Wärme, die sie im Kompressionsdesign erzeugen. Durch die Reibung entsteht ein Wärmestau, sodass sie nicht mit höherer Drehzahl betrieben werden können. Aus diesem Grund sind Benutzer bei der Verwendung einer Schuhpumpe möglicherweise gezwungen, eine größere Pumpe zu verwenden, die langsamer laufen kann, um die Wärme abzuführen.

Doppelrollen- oder exzentrische Einzelrollenkonstruktionen können mit einer höheren Drehzahl laufen und erzeugen diese Wärme nicht. Beispielsweise kann eine 4-Zoll-Pumpe im Schuhdesign eine maximale Durchflussrate von 200 Gallonen pro Minute (gpm) haben, wenn die Pumpe kontinuierlich läuft. Doppelwalzen- oder exzentrische Einzelwalzenkonstruktionen können jedoch bei kontinuierlichem Betrieb 440 Gallonen pro Minute produzieren.

In den meisten Fällen, in denen Peristaltikpumpen mit größerem Durchmesser verwendet werden, kann eine kleinere Größe zu geringeren Kosten verwendet werden, wenn man ein Rolldesign mit einem Schuhdesign vergleicht. Wenn also die erforderliche Durchflussrate kontinuierlich 150 gpm beträgt, wäre wahrscheinlich eine 4-Zoll-Pumpe im Schuhdesign erforderlich, wohingegen eine exzentrisch rollende Einzelkompressionskonstruktion mit einer 3-Zoll-Peristaltikpumpe zuverlässig kontinuierlich 150 gpm erzeugen kann.

Die Gummitechnologie und -fähigkeit hat sich in den letzten 20 bis 25 Jahren verbessert. Es gibt zahlreiche Mischungen für fast jede Art von Gummimaterial. Aufgrund dieser Fortschritte bieten Quetschventile und Peristaltikpumpen zuverlässigere und langlebigere Produkte.

Gummi kann auch abrasive Materialien bekämpfen, und bestimmte Gummimischungen sind ideal für aggressive Chemikalien. Die Verwendung von Gummi anstelle von Legierungspumpen und -ventilen kann eine lange Lebensdauer sowie beeindruckende Kosteneinsparungen bei Legierungspumpen und -ventilen ermöglichen. Bei peristaltischen Pumpen kann die Kompressionsmethode eine große Rolle bei den Betriebskosten spielen.

Bedenken Sie, dass die Kosten der Pumpe in der Regel nur etwa 1/10 der Gesamtkosten der Pumpe über einen Zeitraum von 7 Jahren betragen. 90 % der Gesamtbetriebskosten der Pumpe entfallen auf die Betriebskosten der nächsten sieben Jahre. Eine exzentrische Einzelrollenkonstruktion sorgt im Vergleich zu anderen Kompressionskonstruktionen für eine zwei- bis fünfmal längere Lebensdauer eines Schlauchs, und diese Betriebskosteneinsparungen können enorm sein.

Todd Loudin ist Leiter des Flowrox-Geschäfts bei Valmet Flow Control, Leiter Vertrieb und Service Nord- und Südamerika sowie Leiter Bergbau und Metalle bei Valmet Flow Control. Er kann unter [email protected] erreicht werden. Weitere Informationen finden Sie unter valmet.com.