¿Por qué tienen fugas las esclusas de aire giratorias y cuándo son motivo de preocupación?

Paul Bowman, soporte técnico, Válvulas ACS | 18 de abril de 2023

Las fugas en las esclusas de aire giratorias son un tema complicado debido a todos los posibles factores contribuyentes. Hay varias formas posibles en que una esclusa de aire puede comenzar a tener fugas, lo que puede provocar una pérdida de rendimiento.

Se espera una cierta cantidad de fuga. Una fuga mayor puede convertirse en una preocupación para los procesadores de materiales a granel, lo que representa una amenaza potencial para la longevidad del equipo, la integridad del material y la seguridad de la planta.

Los operadores de esclusas de aire giratorias deben poder distinguir entre los niveles normales de fugas de las esclusas de aire y las fugas más grandes y problemáticas que pueden causar daños. También es esencial comprender cómo diagnosticar y solucionar problemas de fugas, qué tipos de mantenimiento preventivo realizar en una válvula de esclusa de aire giratoria y qué consideraciones de diseño ayudan a minimizar las fugas dentro de una esclusa de aire.

Se recomienda un sello de eje con tres anillos cuádruples y una funda de teflón para evitar fugas.

El propósito de una válvula de esclusa de aire giratoria es mantener una diferencia de presión constante entre dos puntos. Sella el flujo de aire entre la entrada y la salida de la válvula, lo que ayuda a mantener un flujo de material seguro y eficiente.

Dicho esto, las esclusas de aire no están diseñadas para ser sellos de aire. El sello de presión requiere un espacio mínimo para permitir el movimiento del rotor. En pocas palabras, si la esclusa de aire estuviera 100% sellada, no podría girar.

Se requiere un pequeño espacio entre las palas del rotor y la carcasa para garantizar que pueda girar lo suficiente para transportar el material de manera efectiva. Las holguras entre el rotor y la carcasa deben permanecer por debajo de 0,0079 pulgadas para cumplir con las normas NFPA.

El tamaño real del espacio libre depende del sistema; factores como la velocidad, la temperatura, el material de construcción y el diámetro del rotor contribuyen.

Los espacios libres del rotor deben permanecer por debajo del nivel recomendado para reducir el desperdicio, evitar riesgos de seguridad y optimizar la cantidad de material que cada bolsillo del rotor puede transportar por rotación.

Este video animado demuestra cómo las puntas del rotor se desgastan con el tiempo y explica la importancia del mantenimiento del rotor.

El mantenimiento regular del rotor es una parte importante de la prevención de fugas.

Cuando el material ingresa a la válvula rotativa, el aire arrastrado va en una de dos direcciones: parte del aire sale a través de esos pequeños espacios, mientras que parte del aire encuentra presión en la salida y, como resultado, permanece atrapado dentro del rotor. El aire atrapado puede ser empujado hacia la entrada a medida que gira el rotor, saliendo a la tolva y potencialmente obstaculizando el flujo de material. Esto se llama fuga de desplazamiento del rotor o fuga y, en cantidades más pequeñas, es normal y esperado.

Cuando las holguras entre el rotor y la carcasa miden más de 0,0079 pulgadas, la válvula rotativa no funciona tan eficazmente como una esclusa de aire. El diferencial de presión aumenta y el rendimiento disminuirá. Aquí es cuando el material puede comenzar a filtrarse por la entrada. Si el material escapa del sistema de esta manera, puede convertirse en un peligro de polvo combustible.

Las fugas por desplazamiento del rotor también pueden convertirse en un problema cuando los niveles de aire atrapado dentro de la válvula aumentan demasiado. El aire que vuelve a entrar a la tolva de alimentación puede interferir con el flujo de material.

Un tercer tipo de fuga puede ocurrir cuando la válvula rotativa tiene sellos de eje desgastados. Cuando un sello comienza a romperse, el material se filtrará al ambiente exterior. Esto es aún más común en tipos de válvulas que usan prensaestopas en lugar de sellos, ya que requieren un mantenimiento más frecuente. Un sello de eje que consta de tres anillos cuádruples y una funda de teflón dura más, elimina la electricidad estática y es más eficaz para sellar el área.

Ciertos signos pueden indicar una fuga dentro de la válvula de esclusa de aire giratoria. Las fugas en los sellos del eje son más evidentes y muestran signos visibles de material saliendo alrededor del área del sello del eje.

Cuando la válvula suena mucho más fuerte de lo habitual o hay una caída en el rendimiento, puede haber varios problemas diferentes, pero el aumento de la holgura del rotor es un culpable común.

En cualquier caso, apague el sistema e inspeccione la válvula antes de realizar cualquier acción. Se debe consultar un manual de operación de la válvula para solucionar el problema específico.

La solución normalmente implica comprobar si las piezas están desgastadas o dañadas, o posiblemente ajustar una pieza que se ha movido de su posición original. Estos tipos más típicos de fugas generalmente se solucionan reemplazando los sellos del eje o el rotor.

Es fundamental comprobar las tolerancias entre el rotor y la carcasa cada tres meses como mínimo. Las tolerancias, o holguras, son los espacios entre las palas del rotor y la carcasa. A medida que los ingredientes pasan a través de la válvula, desgastan las puntas del rotor con el tiempo; la cantidad depende de la abrasividad del material. Verifique para asegurarse de que las tolerancias se mantengan por debajo de las medidas recomendadas, o 0,0079 pulgadas para cumplir con NFPA, y reemplace el rotor cuando sea necesario.

En el caso de fugas por desplazamiento del rotor, es importante vigilar el diferencial de presión a través de la válvula, el volumen de material dentro de las cavidades del rotor, la velocidad de alimentación del producto y la velocidad del eje de la válvula. Estos factores deben medirse y mantenerse adecuadamente para evitar fugas de aire innecesarias en la tolva de alimentación.

En caso de fugas en el sello, simplemente reemplace los sellos del eje o la empaquetadura con la mayor frecuencia posible. Se recomienda que los sellos de eje ACST-4 duren más y mantengan el mejor sello.

Como consejo adicional, mantenga un stock de repuestos en el estante para reiniciar la producción rápidamente sin tener que esperar los envíos. Las piezas OEM son las más fiables en cuanto a medidas y calidad.

Ciertos aspectos del diseño de la válvula de esclusa de aire giratoria están ahí para evitar fugas de aire. Debido a que las fugas no se pueden eliminar por completo, la ventilación es una parte crítica de cualquier sistema de transporte a presión.

La ventilación adecuada captura y redirige el aire presurizado dentro de la esclusa de aire, lo que ayuda a aliviarlo en áreas donde no debería haber fugas de aire. Las esclusas de aire giratorias se pueden ventilar directamente con el tipo adecuado de accesorio. En otros casos, se puede instalar una pequeña tolva de transición ventilada entre la fuente de alimentación y la esclusa de aire. El proveedor puede recomendar qué funciona mejor en una aplicación determinada.

A veces, debido a la naturaleza de un sistema o aplicación determinado, el material se acumula alrededor del área del sello del eje o lo desgasta más rápidamente de lo habitual. En estas situaciones, se recomienda considerar una conexión de purga de aire o un sello mecánico. Hay diferentes mecanismos disponibles, pero generalmente utilizan purgas de aire presurizado para mantener el material alejado del sello.

Un proveedor de válvulas rotativas puede calcular la cantidad prevista de fuga según el material, el sistema y la aplicación. Se les debe consultar en la fase de diseño para determinar el tipo correcto de esclusa de aire, las características, la velocidad del rotor y el tamaño necesarios para transportar el material de manera efectiva con fugas mínimas.

El proveedor también debe tener expertos en soporte técnico disponibles para ayudar a resolver cualquier problema que los operadores no puedan solucionar por sí solos.

Paul Bowman es soporte técnico de ACS Valves (Caledonia, ON, Canadá). Para obtener más información, llame al 905-765-2004 o visite acsvalves.com.

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