VSR BLASTER® Air Cannon – Giải pháp phá tắc nghẽn và đóng bám vật liệu trong silo

Trong các hệ thống silo, bunker, hopper, chute và phễu cấp liệu, tình trạng vật liệu bị đóng bám, tạo cầu (bridging), tạo vòm (arching) hoặc hình thành dòng chảy không ổn định có thể ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của dây chuyền.

Đặc biệt trong các ngành sử dụng vật liệu rời như xi măng, vôi, thạch cao, than, khoáng sản, hóa chất, thực phẩm và biomass, hiện tượng vật liệu không thể xả liên tục là một vấn đề cần được xử lý hiệu quả.

VSR BLASTER® Air Cannon của VSR Industrietechnik GmbH được phát triển để giải quyết những vấn đề này bằng cách sử dụng xung khí nén năng lượng cao tác động nhanh vào vùng vật liệu bị tắc hoặc đóng bám. VSR Industrietechnik cho biết dòng VSR BLASTER được phát triển từ năm 1975 và đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

VSR BLASTER® là gì?

VSR BLASTER® là dòng air cannon công nghiệp sử dụng khí nén được tích trữ trong một bình áp lực, sau đó giải phóng nhanh qua van xả và nozzle để tạo ra một xung khí mạnh.

Xung khí này được đưa trực tiếp vào vùng vật liệu đang gặp vấn đề.

Tác động của xung khí có thể:

• Phá cầu vật liệu.
• Phá vòm trong silo.
• Làm tơi vật liệu bị đóng bám.
• Hỗ trợ vật liệu chảy xuống.
• Làm sạch vật liệu bám trên thành.
• Giảm hiện tượng nghẽn tại hopper và chute.

Theo VSR, hiệu quả của VSR BLASTER đến từ sự kết hợp giữa bình chứa khí, quick exhaust valve, piston và nozzle được thiết kế phù hợp với từng ứng dụng. Bình áp lực có thể được xả trong khoảng thời gian tính bằng mili giây, tạo ra lực xung lớn trong vùng cần xử lý.

Vì sao silo và hopper thường bị tắc?

Vật liệu rời không phải lúc nào cũng chảy tự do.

Trong quá trình lưu trữ và vận chuyển, vật liệu có thể tạo thành:

Bridging – hiện tượng tạo cầu

Vật liệu tạo thành một "cây cầu" phía trên cửa xả, khiến vật liệu phía trên không thể tiếp tục chảy xuống.

Arching – tạo vòm

Các hạt vật liệu liên kết hoặc nén lại thành một cấu trúc dạng vòm phía trên outlet.

Ratholing – tạo đường hầm

Chỉ phần vật liệu nằm gần trung tâm outlet chảy xuống, trong khi vật liệu ở hai bên thành silo vẫn bị giữ lại.

Build-up – đóng bám

Một phần vật liệu bám trên thành silo, hopper hoặc chute và tích tụ dần theo thời gian.

Các hiện tượng này có thể dẫn đến giảm lưu lượng, gián đoạn sản xuất, tăng thời gian vệ sinh và thậm chí phải dừng dây chuyền.

VSR BLASTER được thiết kế để tác động trực tiếp vào những vùng vật liệu có nguy cơ hình thành các hiện tượng này.

Nguyên lý hoạt động của VSR BLASTER® Air Cannon

Nguyên lý của hệ thống tương đối đơn giản:

Khí nén → Bình chứa → Quick Exhaust Valve → Nozzle → Xung khí → Phá tắc/đóng bám

Bước 1: Nạp khí

Khí nén được đưa vào pressure vessel của VSR BLASTER.

Theo tài liệu kỹ thuật, dòng sản phẩm có áp suất vận hành tối đa 10 bar; khoảng áp suất sử dụng phổ biến nằm trong vùng 4–10 bar tùy ứng dụng.

Bước 2: Tích trữ năng lượng

Khí nén được giữ trong bình cho đến khi hệ thống nhận được tín hiệu kích hoạt.

Bước 3: Kích hoạt

Khi van điều khiển được kích hoạt, quick exhaust valve giải phóng áp suất trong piston chamber.

Bước 4: Xả khí cực nhanh

Piston mở đường xả và lượng khí nén được giải phóng nhanh qua blow pipe/nozzle.

VSR cho biết pressure vessel có thể được xả trong mili giây, tạo ra xung lực lớn tác động vào vùng vật liệu bị tắc.

Bước 5: Vật liệu được làm tơi

Xung khí tác động vào vật liệu, giúp phá cấu trúc đóng bám hoặc làm vật liệu chuyển sang trạng thái dễ chảy hơn.

Điểm đặc biệt của VSR BLASTER®

1. Xung khí mạnh trong thời gian rất ngắn

Thay vì liên tục thổi khí vào vật liệu, VSR BLASTER sử dụng xung khí ngắn nhưng có năng lượng cao.

Điều này giúp hệ thống tập trung năng lượng vào vùng cần xử lý.

VSR cho biết thời gian xả của pressure vessel được rút ngắn nhờ thiết kế quick exhaust valve và piston đặc biệt.

2. Nhiều loại nozzle cho từng ứng dụng

Không phải mọi hiện tượng đóng bám đều giống nhau.

Do đó, VSR cung cấp nhiều loại nozzle để điều chỉnh hướng và phạm vi tác động của xung khí.

Có thể sử dụng:

• Blow pipe.
• Fan jet nozzle.
• Spreader nozzle.
• Sword nozzle.
• Các nozzle tùy chỉnh theo ứng dụng.

VSR hiện cũng giới thiệu Rapid Change Nozzle, cho phép thay đổi nozzle nhanh hơn để thuận tiện cho việc bảo trì hoặc điều chỉnh ứng dụng.

3. Có thể sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao

VSR BLASTER có thể được cấu hình cho các ứng dụng nhiệt độ cao.

Một số tài liệu của VSR/nhà phân phối cho biết hệ thống có thể được sử dụng cho các vessel hoặc khu vực nhiệt độ cao với cấu hình đặc biệt. Với các ứng dụng nhiệt độ cao, cần xác định chính xác nhiệt độ, áp suất và cấu hình nozzle trước khi lựa chọn thiết bị.

Điều này đặc biệt hữu ích trong:

• Nhà máy xi măng.
• Lò đốt.
• Preheater.
• Cyclone.
• Nhà máy vôi.
• Hệ thống xử lý nhiệt.

Các phiên bản VSR BLASTER®

VSR cung cấp nhiều cấu hình khác nhau tùy theo yêu cầu lắp đặt.

Một trong những cách phân loại chính là:

VSR BLASTER IV – Internal Valve

Van được tích hợp bên trong hệ thống air cannon.

VSR BLASTER EV – External Valve

Sử dụng external Booster Valve.

Theo tài liệu VSR, cấu hình external valve có thể được sử dụng với pressure vessel và có tùy chọn bố trí hai booster valve trên một pressure vessel để tạo hai vị trí xả liền kề trong một số cấu hình.

Dải dung tích VSR BLASTER®

Dòng VSR BLASTER hiện có nhiều kích thước pressure vessel.

Một số dung tích được công bố gồm:

Tài liệu kỹ thuật của VSR công bố các dòng từ 12 đến 500 L, với áp suất vận hành tối đa 10 bar. Kích thước, trọng lượng và cấu hình nozzle thay đổi theo từng model.

Lưu ý: Không nên chọn air cannon chỉ dựa vào dung tích bình. Việc lựa chọn cần dựa trên loại vật liệu, mật độ vật liệu, kích thước silo/hopper, vị trí đóng bám, nhiệt độ, áp suất và hình dạng outlet.

VSR BLASTER® được ứng dụng ở đâu?

VSR BLASTER có thể được sử dụng trong nhiều hệ thống xử lý vật liệu rời.

Ngành xi măng

Đây là một trong những ứng dụng nổi bật của VSR BLASTER.

Thiết bị có thể được sử dụng tại:

• Cement silo.
• Clinker system.
• Raw material silo.
• Coal silo.
• Preheater.
• Chute.
• Feeding hopper.

VSR cho biết ngành xi măng đã sớm nhận thấy tiềm năng của air cannon từ những năm đầu phát triển sản phẩm.

Nhà máy nhiệt điện

Có thể sử dụng để hỗ trợ xử lý:

• Coal bunker.
• Coal hopper.
• Ash handling.
• Chute.
• Hệ thống cấp liệu.

Đặc biệt với than và vật liệu dạng bột/hạt, hiện tượng bridging và build-up có thể gây ảnh hưởng đến quá trình cấp liệu.

Nhà máy vôi và thạch cao

VSR BLASTER có thể được sử dụng để xử lý vật liệu tích tụ trong silo và hệ thống cấp liệu của nhà máy lime/gypsum.

Khai khoáng

Trong ngành khai khoáng, air cannon có thể hỗ trợ xử lý:

• Ore.
• Limestone.
• Sand.
• Gravel.
• Mineral powder.
• Bulk material.

Nhà máy hóa chất

Một số loại bột và hạt hóa chất có thể tạo cầu hoặc đóng bám trong hopper và silo.

Air cannon giúp tạo xung lực để hỗ trợ duy trì dòng chảy vật liệu.

Ngành thực phẩm và nguyên liệu dạng bột

Với cấu hình phù hợp, air cannon có thể được sử dụng cho các hệ thống lưu trữ và vận chuyển vật liệu dạng bột/hạt.

Tuy nhiên, với ứng dụng food/pharmaceutical, cần xác nhận vật liệu chế tạo, yêu cầu vệ sinh và tiêu chuẩn an toàn trước khi lựa chọn cấu hình.

VSR BLASTER® khác gì Air Blower hoặc Air Vibrator?

Đây là câu hỏi khá quan trọng khi tư vấn thiết bị.

Điểm đặc trưng của VSR BLASTER là không cần cung cấp dòng khí liên tục vào vật liệu. Hệ thống tích trữ khí rồi giải phóng nhanh thành từng xung.

Theo tài liệu sản phẩm, hệ thống có thể hoạt động với các khoảng kích hoạt khác nhau tùy ứng dụng; trong nhiều trường hợp chỉ cần một số lần blast mỗi ngày.

Ưu điểm của VSR BLASTER®

✔ Xử lý nhanh hiện tượng nghẽn

Xung khí mạnh giúp phá các vùng vật liệu bị bridge hoặc build-up.

✔ Tiêu thụ năng lượng theo kiểu gián đoạn

Hệ thống sử dụng khí nén theo từng chu kỳ thay vì cấp khí liên tục.

✔ Có nhiều loại nozzle

Cho phép điều chỉnh vùng tác động theo từng ứng dụng.

✔ Có nhiều dung tích

Từ các model nhỏ đến pressure vessel dung tích lớn, giúp lựa chọn theo quy mô ứng dụng.

✔ Có thể tích hợp điều khiển tự động

Hệ thống có thể được kích hoạt bằng van 3/2 và kết nối với hệ thống điều khiển tự động.

✔ Có thể bảo trì khi lắp đặt

Thiết kế của VSR cho phép thực hiện bảo trì các thành phần của hệ thống khi thiết bị vẫn đang được lắp đặt, tùy cấu hình.

Khi lựa chọn VSR BLASTER® cần cung cấp thông tin gì?

Đây là phần mình rất khuyến nghị bạn giữ lại trên website, vì nó giúp khách hàng hiểu rằng air cannon không phải thiết bị chọn theo một model cố định.

Khi tư vấn VSR BLASTER, nên yêu cầu khách hàng cung cấp:

1. Vật liệu

Ví dụ:

• Cement.
• Limestone.
• Coal.
• Gypsum.
• Fly ash.
• Biomass.
• Chemical powder.
• Grain.

2. Đặc tính vật liệu

• Bulk density.
• Particle size.
• Moisture.
• Angle of repose.
• Độ bám dính.
• Tính hút ẩm.

3. Kích thước silo/hopper

• Diameter.
• Height.
• Volume.
• Cone angle.
• Outlet diameter.

4. Vị trí xảy ra tắc nghẽn

Ví dụ:

Material build-up near outlet
Bridging inside hopper
Build-up on silo wall
Chute blockage

5. Điều kiện nhiệt độ

Đặc biệt quan trọng đối với:

• Cement plant.
• Kiln.
• Preheater.
• Combustion system.
• Heat exchanger.

6. Nguồn khí nén

Cần biết:

• Available pressure.
• Air quality.
• Air supply capacity.

7. Yêu cầu nozzle

Nozzle sẽ phụ thuộc rất nhiều vào hình dạng vùng cần tác động.

Câu hỏi thường gặp về VSR BLASTER®

VSR BLASTER® dùng để làm gì?

VSR BLASTER® là air cannon công nghiệp dùng xung khí nén để phá nghẽn, phá cầu, phá vòm và loại bỏ vật liệu đóng bám trong silo, bunker, hopper, chute và các hệ thống xử lý vật liệu rời.

VSR BLASTER® có dùng cho silo xi măng không?

Có. Đây là một trong những ứng dụng tiêu biểu của hệ thống, cùng với các ứng dụng trong xử lý vật liệu rời và khu vực nhiệt độ cao.

VSR BLASTER® sử dụng áp suất bao nhiêu?

Dòng sản phẩm có áp suất vận hành tối đa được công bố là 10 bar; áp suất thực tế cần lựa chọn theo ứng dụng.

VSR BLASTER® có những dung tích nào?

Dòng sản phẩm có các dung tích từ khoảng 12 L đến 500 L, tùy model và cấu hình.

Có thể điều khiển VSR BLASTER tự động không?

Có. Hệ thống có thể được điều khiển bằng van khí nén/solenoid và tích hợp với hệ thống điều khiển tự động phù hợp.

VSR BLASTER có thay thế hoàn toàn vibrator không?

Không nhất thiết. Air cannon và vibrator sử dụng các nguyên lý khác nhau. Tùy loại vật liệu và vị trí tắc nghẽn, một hệ thống có thể phù hợp với air cannon, vibrator hoặc kết hợp nhiều giải pháp.

VSR BLASTER® – Giải pháp duy trì dòng chảy vật liệu rời

Trong các hệ thống xử lý bulk material, việc duy trì dòng chảy ổn định có vai trò quan trọng đối với năng suất và độ tin cậy của dây chuyền.

VSR BLASTER® Air Cannon cung cấp một phương pháp xử lý bằng xung khí nén nhanh và mạnh, giúp phá các hiện tượng bridging, arching và material build-up trong silo, bunker, hopper và chute.

Với nhiều dung tích pressure vessel, nhiều loại nozzle và các cấu hình valve khác nhau, VSR BLASTER có thể được thiết kế theo điều kiện cụ thể của từng hệ thống thay vì sử dụng một cấu hình chung cho mọi ứng dụng.

ANS có thể tư vấn cấu hình VSR BLASTER® phù hợp dựa trên loại vật liệu, kích thước silo/hopper, vị trí tắc nghẽn, nhiệt độ, áp suất và yêu cầu vận hành của từng nhà máy.