تعریف سیستم پنوماتیک

سیستم پنوماتیک (Pneumatic System) مجموعه‌ای از تجهیزات است که با استفاده از هوای فشرده به‌عنوان نیروی محرک، عملیات انتقال، جابجایی یا کنترل مواد و اجزا را انجام می‌دهد. این سیستم‌ها بر پایه‌ی قوانین ترمودینامیک و مکانیک سیالات طراحی شده‌اند و به‌دلیل ایمنی بالا، سرعت عملکرد مناسب و هزینه نگهداری پایین، در بسیاری از صنایع جایگزین سیستم‌های هیدرولیکی و مکانیکی سنتی شده‌اند.

در یک سیستم پنوماتیک، هوا پس از فشرده‌سازی توسط کمپرسور، از طریق شیرهای کنترل، فیلترها، رگولاتورها، سیلندرها و لوله‌ها به نقاط مورد نیاز هدایت می‌شود. فشار هوای تولیدشده نیروی لازم را برای حرکت خطی یا چرخشی، یا حتی انتقال مواد فله در خطوط صنعتی فراهم می‌کند.

1. انتقال بادی با فشار مثبت (Pressure/Blowing System)

• نحوه کار: مواد به داخل لوله با کمک فشار هوا یا گاز فشرده رانده می‌شوند.

• کاربرد: جابه‌جایی مواد در مسیرهای کوتاه تا متوسط، مخازن یا سیلوها.

• مزایا: مناسب برای مواد خشک و سبک، امکان کنترل جریان دقیق.

• معایب: مصرف انرژی هوا بالا، برای مواد حساس به فشار یا خرد شدگی کمتر مناسب است.

2. انتقال بادی با مکش یا خلا (Vacuum System)

• نحوه کار: هوا یا گاز با ایجاد مکش مواد را از مخزن یا قیف به سیستم لوله‌کشی می‌کشد.

• کاربرد: جمع‌آوری مواد پودری، انتقال به مخازن بسته، صنایع دارویی و غذایی.

• مزایا: جلوگیری از پخش گرد و غبار، ایمنی بالاتر برای مواد خطرناک.

• معایب: محدودیت در فاصله و ظرفیت، نیاز به تجهیزات مکش قوی.

3. انتقال ترکیبی (Combination System)

• نحوه کار: ترکیبی از فشار مثبت و مکش برای جابه‌جایی مواد، مخصوص مسیرهای طولانی یا سیستم‌های چند نقطه‌ای.

• کاربرد: صنایع سیمان، پتروشیمی و غذایی که نیاز به انتقال طولانی با حفظ کیفیت مواد دارند.

• مزایا: انعطاف‌پذیری بیشتر، کاهش مشکلات انسداد.

• معایب: طراحی و راه‌اندازی پیچیده‌تر، هزینه سرمایه‌گذاری بالاتر.

4. نکات مهم در طراحی سیستم پنوماتیکی

• نوع ماده (پودری، دانه‌ای، چسبنده)

• ظرفیت انتقال (تن در ساعت)

• طول مسیر و ارتفاع انتقال

• شرایط محیطی (دمای بالا، رطوبت، خورندگی)

• کاهش مصرف انرژی و نگهداری آسان

  سیستم پنوماتیکی فاز رقیق (Dilute Phase Pneumatic Conveying)

  سیستم پنوماتیکی فاز رقیق یکی از رایج‌ترین روش‌های انتقال مواد پودری و دانه‌ای است که مواد را به صورت معلق در هوا یا گاز فشرده منتقل می‌کند. در این سیستم، جریان مواد کم غلظت و با سرعت بالا در لوله حرکت می‌کند، به طوری که تقریباً تمام مواد در جریان هوا معلق هستند و به شکل لایه‌ای غلیظ یا تجمعی حرکت نمی‌کنند.

نحوه عملکرد

1. ورود مواد: مواد از مخزن، قیف یا سیلو وارد مسیر لوله می‌شوند.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، ورود مواد به جریان هوا مرحله‌ای حیاتی است و تأثیر مستقیم بر عملکرد سیستم دارد. مواد از مخازن، سیلوها یا قیف‌ها وارد لوله می‌شوند و معمولاً با استفاده از فیدرهای مکانیکی مانند فیدر مارپیچی یا ارتعاشی، نرخ ورود مواد کنترل می‌شود. هدف از این کنترل، ایجاد جریان یکنواخت و متعادل از ذرات به داخل مسیر لوله است تا مواد بتوانند به صورت معلق منتقل شوند و از انسداد یا ته‌نشینی جلوگیری شود. در برخی سیستم‌ها از دریچه‌های مخصوص یا سیستم‌های بسته استفاده می‌شود تا از پخش گرد و غبار جلوگیری شود و ایمنی و بهداشت محیط حفظ شود.

1. اختلاط با هوا: هوا یا گاز فشرده وارد سیستم شده و با مواد ترکیب می‌شود.پس از ورود مواد به لوله، هوا یا گاز فشرده وارد سیستم می‌شود و ذرات مواد را در جریان خود معلق و پراکنده می‌کند. در فاز رقیق، نسبت هوا به ماده زیاد است تا ذرات بتوانند به صورت یکنواخت در جریان هوا حرکت کنند و از ته‌نشینی جلوگیری شود. هوا نقش نیروی محرک و حمل‌کننده مواد را دارد و باعث می‌شود ذرات حتی در مسیرهای طولانی و پیچیده نیز بدون انسداد جابجا شوند. جریان معلق ذرات همچنین امکان انتقال پیوسته و کنترل‌شده مواد را فراهم می‌کند و از برخورد مستقیم و تجمع ذرات در مسیر جلوگیری می‌کند.

2. جابجایی: جریان هوا مواد را به صورت معلق به سمت مقصد می‌برد.پس از اختلاط مواد با جریان هوا، ذرات در داخل لوله به صورت معلق و یکنواخت حرکت می‌کنند و مسیر انتقال را طی می‌کنند. جریان مواد می‌تواند مسیرهای طولانی، خم‌ها و شاخه‌های مختلف را بدون انسداد طی کند. سرعت جریان هوا کافی است تا ذرات سنگین یا متوسط نیز معلق باقی بمانند و ته‌نشینی کاهش یابد. این جابجایی پیوسته و معلق باعث می‌شود جریان مواد بدون وقفه به مقصد برسد و راندمان سیستم بالا باشد، هرچند سرعت بالا ممکن است سایش لوله‌ها و قطعات جانبی را افزایش دهد.

3. تفکیک در مقصد: مواد با جداکننده‌ای مانند سیکلون، فیلتر یا مخزن دریافت می‌شوند و هوا از سیستم خارج می‌شود.در انتهای مسیر، مواد از جریان هوا جدا می‌شوند و به محل جمع‌آوری یا استفاده منتقل می‌شوند. این جداسازی معمولاً با استفاده از سیکلون، فیلتر کیسه‌ای یا مخزن جمع‌آوری انجام می‌شود. سیکلون با ایجاد جریان گردشی، ذرات را از هوا جدا می‌کند و مواد به پایین مخزن سقوط می‌کنند، در حالی که هوا از قسمت بالای سیکلون خارج می‌شود. فیلترهای کیسه‌ای نیز ذرات را روی سطح فیلتر نگه می‌دارند و هوا از آن عبور می‌کند. این مرحله باعث می‌شود مواد به صورت خالص و قابل استفاده جمع‌آوری شوند و جریان هوا به محیط یا سیستم بازیافت بازگردد، ضمن اینکه از انتشار گرد و غبار جلوگیری می‌شود و ایمنی و بهداشت محیط حفظ می‌شود.

سیستم پنوماتیک هیبریدی با نوسان فرکانسی هوا

نوآوری پینار خزر در انتقال مواد فله با حداقل افت فشار و ته‌نشینی

در فناوری‌های کلاسیک انتقال مواد به روش پنوماتیک، معمولاً از جریان یکنواخت هوا برای جابجایی ذرات جامد در خطوط لوله استفاده می‌شود. این روش اگرچه ساده است، اما در مواد سنگین، رطوبت‌دار یا چسبنده، با پدیده‌هایی مانند انسداد (Plugging) و ته‌نشینی جزئی مواجه می‌گردد.
شرکت پینار خزر با طراحی سیستم پنوماتیک هیبریدی با نوسان فرکانسی هوا، نسل جدیدی از انتقال هوشمند مواد را معرفی کرده است.

مفهوم سیستم پنوماتیک هیبریدی

در این فناوری، جریان هوا دیگر یکنواخت نیست؛ بلکه با الگوی فرکانسی مشخص (Oscillating Air Frequency) وارد لوله انتقال می‌شود. این نوسان باعث ایجاد امواج فشاری متناوب در مسیر انتقال شده و ذراتی که تمایل به چسبندگی یا ته‌نشینی دارند، دوباره در جریان معلق می‌مانند.

سیستم از ترکیب دو بخش تشکیل می‌شود:

1. منبع فشار پیوسته (هوای فشرده پایدار برای حفظ جریان پایه)

2. ماژول نوسان‌ساز فرکانسی (Pulse Generator) که در فواصل زمانی قابل تنظیم، موج فشاری ایجاد می‌کند.

ویژگی‌های فنی و عملکردی

• فرکانس قابل تنظیم: از 2 تا 20 هرتز بر اساس نوع ماده و طول خط انتقال.

• افزایش راندمان انتقال تا ۲۵٪ در مواد با دانسیته بالا.

• کاهش نقاط مرده (Dead Zones) در زانویی‌ها و مسیرهای افقی.

• کاهش مصرف انرژی تا ۱۵٪ به دلیل بهبود جریان و کاهش انسداد.

• امکان نصب ماژول فرکانسی روی خطوط موجود بدون تغییر طراحی اصلی.

کاربردهای صنعتی

سیستم پنوماتیک هیبریدی پینار خزر مناسب است برای:

• انتقال پودر سنگ، آهک، و کلینکر در کارخانه‌های سیمان

• جابجایی خاکستر بویلرها در نیروگاه‌ها

• انتقال غبار فیلترهای صنعتی

• مواد رطوبت‌دار در صنایع شیمیایی و معدنی

مزایای رقابتی فناوری پینار خزر

• جلوگیری از تجمع ذرات در نقاط انتهایی لوله

• عمر بیشتر لوله‌ها به دلیل توزیع یکنواخت فشار

• کاهش نیاز به توقف‌های تعمیراتی

• امکان ترکیب با سیستم‌های کنترل هوشمند (PLC) برای تنظیم خودکار فرکانس نوسان

سیستم پنوماتیک هیبریدی با نوسان فرکانسی هوا، گامی نو در بهینه‌سازی فرآیند انتقال مواد جامد است. این فناوری اختصاصی پینار خزر، با تکیه بر دانش مهندسی و تجربه در طراحی خطوط صنعتی، راهکاری پایدار برای افزایش راندمان و کاهش استهلاک در صنایع معدنی و فرآوری ارائه می‌دهد.

ویژگی‌های کلیدی

• سرعت بالای جریان: معمولاً بین ۱۰ تا ۳۰ متر بر ثانیه.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، ذرات مواد با سرعت بالای جریان هوا حرکت می‌کنند تا بتوانند در حالت معلق باقی بمانند و ته‌نشین نشوند. معمولاً سرعت جریان بین ۱۰ تا ۳۰ متر بر ثانیه است. این سرعت بالا باعث می‌شود مواد به صورت یکنواخت و پیوسته انتقال پیدا کنند و بتوانند مسیرهای طولانی یا پیچیده را بدون انسداد طی کنند. با این حال، سرعت زیاد جریان، مصرف انرژی هوا را افزایش می‌دهد و باعث سایش بیشتر لوله‌ها و قطعات سیستم می‌شود، مخصوصاً زمانی که مواد ساینده یا سخت باشند.

• غلظت کم مواد: نسبت هوا به ماده زیاد است، بنابراین جریان رقیق و معلق ایجاد می‌شود.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، غلظت مواد در جریان هوا کم است و ذرات به صورت پراکنده و معلق حرکت می‌کنند. معمولاً نسبت هوا به ماده زیاد است و غلظت مواد کمتر از ۱۰–۱۵٪ حجم جریان هوا است. این غلظت کم باعث می‌شود جریان یکنواخت و پیوسته باقی بماند و از ته‌نشینی یا انسداد لوله‌ها جلوگیری شود. همچنین شرایط معلق بودن ذرات باعث کاهش برخورد مستقیم آنها با یکدیگر و دیواره لوله می‌شود، هرچند سرعت بالای هوا می‌تواند باعث سایش شود. به همین دلیل فاز رقیق برای مواد سبک و مسیرهای طولانی مناسب است، اما برای مواد سنگین یا با غلظت بالا سیستم فاز غلیظ بهتر عمل می‌کند.

• تجهیزات ساده: بدون نیاز به قطعات سنگین مکانیکی و انتقال‌دهنده‌های پیچیده.سیستم پنوماتیکی فاز رقیق از نظر تجهیزات نسبتاً ساده است، زیرا انتقال مواد با جریان هوا انجام می‌شود و نیازی به قطعات مکانیکی سنگین یا پیچیده ندارد. فقط تجهیزات اصلی شامل فیدر یا هاپر برای ورود مواد، کمپرسور یا دمنده برای تأمین هوا، لوله‌ها و اتصالات مسیر و تجهیزات جداسازی در مقصد مانند سیکلون یا فیلتر است. این سادگی باعث می‌شود نصب، راه‌اندازی و نگهداری سیستم آسان باشد و فضای کمتری نسبت به سیستم‌های مکانیکی یا فاز غلیظ اشغال کند. همچنین کنترل جریان مواد و هماهنگی با سرعت هوا راحت‌تر انجام می‌شود و بهره‌برداری از سیستم مقرون به صرفه‌تر است.

• انعطاف‌پذیری: امکان عبور از مسیرهای طولانی و پیچیده با خم‌ها و شاخه‌ها وجود دارد.سیستم پنوماتیکی فاز رقیق دارای انعطاف‌پذیری بالایی است زیرا جریان هوا ذرات را به صورت معلق حمل می‌کند و می‌تواند مسیرهای طولانی، خم‌ها و شاخه‌های مختلف را بدون ایجاد انسداد طی کند. این ویژگی امکان طراحی مسیرهای پیچیده در کارخانه را فراهم می‌کند و می‌توان چندین نقطه ورودی یا خروجی را در یک سیستم واحد مدیریت کرد. انعطاف‌پذیری سیستم باعث می‌شود تغییر در مسیرها یا توسعه خطوط تولید آسان باشد و به راحتی با نیازهای مختلف تولید و انتقال مواد سازگار شود.

مزایا

• جابجایی طولانی و پیچیده: سیستم می‌تواند مسیرهای طولانی و چند شاخه را پوشش دهد.سیستم پنوماتیکی فاز رقیق قادر است مواد را در مسیرهای طولانی و پیچیده منتقل کند، زیرا جریان هوا ذرات را به صورت معلق و یکنواخت در داخل لوله نگه می‌دارد. این ویژگی اجازه می‌دهد مسیر لوله شامل خم‌ها، شاخه‌ها و انشعابات مختلف باشد بدون اینکه جریان متوقف یا انسداد ایجاد شود. با این حال، برای حفظ جریان معلق در مسیرهای طولانی، باید سرعت هوا و فشار سیستم کافی باشد و طراحی مسیر به گونه‌ای باشد که از ته‌نشینی مواد جلوگیری شود. این قابلیت باعث می‌شود فاز رقیق برای صنایع سیمان، غذایی و دارویی که نیاز به انتقال مواد در مسیرهای پیچیده دارند، مناسب باشد.

• پیچیدگی کم سیستم: برخلاف سیستم‌های فاز غلیظ، نیاز به تجهیزات فشار بالا یا لوله‌های مقاوم کمتر است.سیستم پنوماتیکی فاز رقیق از نظر طراحی و تجهیزات نسبتاً ساده است، زیرا نیاز به قطعات مکانیکی پیچیده ندارد. ذرات مواد با جریان هوا منتقل می‌شوند و نیازی به تسمه‌ها، پیچ‌ها یا سیستم‌های مکانیکی سنگین برای جابجایی نیست. این سادگی باعث می‌شود نصب، راه‌اندازی و نگهداری سیستم آسان باشد و فضای کمتری نسبت به سیستم‌های مکانیکی یا فاز غلیظ اشغال کند. همچنین کنترل جریان مواد و هماهنگی با سرعت هوا راحت‌تر انجام می‌شود، که بهره‌برداری از سیستم را ساده و مقرون به صرفه می‌کند.

• پیوستگی جریان مواد: جریان مواد تقریباً مداوم و یکنواخت است.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، جریان مواد به صورت پیوسته و یکنواخت در داخل لوله حرکت می‌کند، زیرا ذرات معلق در جریان هوا نگه داشته می‌شوند و ته‌نشینی یا تجمع در مسیر کمتر رخ می‌دهد. این ویژگی باعث می‌شود انتقال مواد بدون وقفه و با نرخ ثابت انجام شود، که برای فرآیندهای صنعتی حساس مانند صنایع سیمان، غذایی و دارویی اهمیت زیادی دارد. همچنین پیوستگی جریان، امکان کنترل دقیق دبی مواد و هماهنگی با تجهیزات دریافت‌کننده در مقصد را فراهم می‌کند و از توقف ناگهانی یا انسداد سیستم جلوگیری می‌کند.

• قابلیت اتوماسیون بالا: کنترل سرعت جریان و دبی مواد آسان است.سیستم پنوماتیکی فاز رقیق قابلیت اتوماسیون بالایی دارد زیرا جریان مواد و هوا به راحتی قابل کنترل است. دبی مواد می‌تواند با استفاده از فیدرها یا شیرهای کنترلی تنظیم شود و سرعت هوا توسط دمنده یا کمپرسور کنترل می‌شود. این کنترل دقیق اجازه می‌دهد سیستم به صورت خودکار عمل کند، جریان مواد یکنواخت حفظ شود و نیاز به دخالت انسانی کاهش یابد. همچنین امکان اتصال به سیستم‌های مانیتورینگ و کنترل فرآیند وجود دارد، که باعث بهبود بهره‌وری، کاهش خطا و صرفه‌جویی در انرژی می‌شود.

معایب

• مصرف انرژی بالای هوا: به دلیل سرعت زیاد جریان هوا و نیاز به حفظ معلق بودن مواد، انرژی مصرفی زیاد است.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، انتقال مواد با هوای فشرده یا گاز انجام می‌شود و برای اینکه ذرات مواد به صورت معلق و یکنواخت حرکت کنند، سرعت جریان هوا باید نسبتاً بالا باشد. این نیاز باعث می‌شود که بخش عمده انرژی سیستم صرف حرکت هوا شود، نه خود مواد. علاوه بر این، نسبت هوا به ماده در فاز رقیق زیاد است، بنابراین حجم زیادی از هوا باید توسط کمپرسور یا دمنده تامین شود. مسیرهای طولانی، خم‌ها و انشعابات لوله‌ها مقاومت جریان را افزایش می‌دهند و برای غلبه بر این مقاومت نیز فشار هوا باید بالا برود، که مصرف انرژی بیشتر می‌شود. همچنین اگر دبی مواد زیاد شود، سرعت هوا باید بیشتر شود تا ذرات معلق باقی بمانند، که این هم به افزایش مصرف انرژی منجر می‌شود. به همین دلیل سیستم فاز رقیق نسبت به سیستم‌های فاز غلیظ مصرف انرژی بیشتری دارد.

• سایش قطعات: سرعت بالای مواد در لوله باعث سایش لوله‌ها و قطعات می‌شود، مخصوصاً برای مواد سخت و ساینده.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، ذرات مواد با سرعت نسبتاً بالا در جریان هوا حرکت می‌کنند و با دیواره‌های لوله و قطعات جانبی برخورد می‌کنند. این برخورد مداوم باعث سایش لوله‌ها، خم‌ها، شیرها و سایر تجهیزات سیستم می‌شود، مخصوصاً زمانی که مواد سخت یا ساینده باشند. سرعت بالای جریان و معلق بودن ذرات، شدت سایش را افزایش می‌دهد و اگر پوشش یا متریال مقاوم به سایش استفاده نشود، عمر مفید تجهیزات کاهش پیدا می‌کند. برای کاهش این مشکل، معمولاً از لوله‌ها و اتصالات مقاوم به سایش، خم‌های کم زاویه و طراحی مسیر مناسب استفاده می‌کنند.

• نامناسب برای مواد سنگین یا حساس: مواد بسیار سنگین یا شکننده ممکن است در این سیستم خرد یا آسیب ببینند.سیستم پنوماتیکی فاز رقیق برای مواد سنگین یا حساس مناسب نیست، زیرا ذرات باید در جریان هوا معلق بمانند و سرعت بالای هوا برای این معلق ماندن باعث برخورد ذرات سنگین با یکدیگر و با دیواره لوله می‌شود. این برخورد می‌تواند باعث ته‌نشینی، انسداد، سایش لوله‌ها و آسیب به ذرات حساس شود. همچنین برای مواد سنگین، انرژی لازم برای حفظ آنها در جریان معلق بسیار بالا است که مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و راندمان سیستم کاهش می‌یابد. به همین دلیل برای انتقال مواد سنگین یا شکننده معمولاً از سیستم‌های فاز غلیظ استفاده می‌شود که جریان آرام‌تر و غلظت بالاتری دارد و از آسیب به ذرات جلوگیری می‌کند.

• محدودیت غلظت: نمی‌توان جریان بسیار غلیظ مواد را با این روش منتقل کرد.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، مواد به صورت معلق و پراکنده در جریان هوا یا گاز منتقل می‌شوند و برای اینکه جریان مواد پیوسته و یکنواخت باشد، غلظت ذرات در جریان هوا باید کم باشد. نسبت هوا به ماده بالا است و معمولاً غلظت مواد کمتر از ۱۰–۱۵٪ حجم جریان هوا است. اگر حجم مواد زیاد شود یا غلظت بالا برود، ذرات سنگین یا چسبنده ممکن است در لوله ته‌نشین شوند و جریان معلق مختل شود، همچنین احتمال انسداد لوله‌ها و خم‌ها افزایش پیدا می‌کند. برخورد ذرات متراکم با یکدیگر و دیواره لوله باعث سایش شدیدتر می‌شود و برای جابه‌جایی حجم زیاد مواد، سرعت هوا باید افزایش یابد که مصرف انرژی را بالا می‌برد. به همین دلیل، سیستم فاز رقیق برای مواد سبک و مسیرهای طولانی مناسب است و برای مواد سنگین یا با غلظت بالا، استفاده از سیستم فاز غلیظ بهینه‌تر است.

کاربردها

• صنایع سیمان و مصالح ساختمانی: انتقال سیمان، گچ، خاکستر، پودر آهک.در صنایع سیمان و مصالح ساختمانی، سیستم پنوماتیکی فاز رقیق برای انتقال پودر سیمان، گچ، پودر آهک، خاکستر بادی و سایر مواد پودری استفاده می‌شود. این سیستم امکان جابجایی مواد از سیلوها، مخازن یا محل تولید به مخازن ذخیره، میکسرها یا خطوط بسته‌بندی را با سرعت بالا و جریان یکنواخت فراهم می‌کند. همچنین از پخش گرد و غبار جلوگیری می‌کند و مسیرهای طولانی یا پیچیده در کارخانه را پوشش می‌دهد، که باعث صرفه‌جویی در زمان، کاهش نیروی انسانی و افزایش ایمنی محیط کار می‌شود.

• صنایع غذایی: جابجایی آرد، شکر، پودر شیر، ادویه.در صنایع غذایی، سیستم پنوماتیکی فاز رقیق برای انتقال مواد پودری و دانه‌ای مانند آرد، شکر، پودر شیر، ادویه و افزودنی‌های خشک کاربرد دارد. این سیستم امکان جابجایی بهداشتی و بدون تماس مستقیم مواد با محیط را فراهم می‌کند و از آلودگی و پخش گرد و غبار جلوگیری می‌کند. جریان یکنواخت و پیوسته ذرات باعث می‌شود که بسته‌بندی یا فرآوری بعدی مواد با دقت و سرعت بالا انجام شود. همچنین توانایی عبور از مسیرهای پیچیده و طولانی کارخانه، انعطاف‌پذیری و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز را افزایش می‌دهد.

• صنایع شیمیایی و دارویی: مواد پودری شیمیایی، مکمل‌ها، افزودنی‌های خشک.در صنایع شیمیایی و دارویی، سیستم پنوماتیکی فاز رقیق برای انتقال مواد پودری شیمیایی، پودرهای دارویی، مکمل‌ها و افزودنی‌های خشک استفاده می‌شود. این سیستم امکان جابجایی مواد به صورت یکنواخت و بدون تماس مستقیم با محیط را فراهم می‌کند، که از آلودگی و واکنش‌های ناخواسته جلوگیری می‌کند. همچنین جریان معلق ذرات باعث می‌شود عملیات بسته‌بندی، مخلوط‌سازی یا واکنش‌های بعدی با دقت بالا انجام شود. قابلیت عبور از مسیرهای طولانی و پیچیده، کنترل دبی مواد و اتوماسیون سیستم، باعث افزایش بهره‌وری و کاهش دخالت نیروی انسانی می‌شود.

• سیستم‌های جمع‌آوری مواد: مانند انتقال گرد و غبار یا ذرات سبک از فیلترها و سیکلون‌ها.در سیستم‌های جمع‌آوری مواد، سیستم پنوماتیکی فاز رقیق برای انتقال گرد و غبار، ذرات سبک یا پودرهای باقیمانده از فرآیندها کاربرد دارد. این سیستم با ایجاد جریان معلق، ذرات را از فیلترها، سیکلون‌ها یا مخازن جمع‌آوری به سمت محل ذخیره یا بازیافت منتقل می‌کند. استفاده از این روش باعث می‌شود که محیط کار پاکیزه و ایمن باقی بماند، از پخش گرد و غبار جلوگیری شود و مواد قابل بازیافت یا استفاده مجدد به راحتی جمع‌آوری شوند. جریان یکنواخت و قابلیت عبور از مسیرهای طولانی و پیچیده، کارایی سیستم‌های جمع‌آوری را بالا می‌برد و نیاز به دخالت انسانی را کاهش می‌دهد.

نکات طراحی

• انتخاب سرعت مناسب هوا برای جلوگیری از نشست مواد در مسیر و از طرفی کاهش سایش لوله‌ها.سرعت هوا در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق باید به اندازه‌ای باشد که ذرات مواد بتوانند به صورت معلق و یکنواخت حرکت کنند و از ته‌نشینی جلوگیری شود. اگر سرعت هوا خیلی کم باشد، ذرات سنگین یا حتی متوسط در مسیر لوله ته‌نشین می‌شوند و انسداد ایجاد می‌کنند. اگر سرعت هوا بیش از حد زیاد باشد، علاوه بر مصرف بالای انرژی، سایش لوله‌ها و تجهیزات افزایش می‌یابد و ممکن است ذرات حساس یا شکننده آسیب ببینند. انتخاب سرعت مناسب هوا بر اساس وزن، شکل و اندازه ذرات، طول مسیر و تعداد خم‌ها و انشعابات انجام می‌شود تا جریان مواد پیوسته، یکنواخت و با حداقل سایش و مصرف انرژی منتقل شود.

• طراحی سیکل‌های جداسازی مواد در مقصد برای جلوگیری از هدررفت ماده یا مشکل فشار.طراحی سیکل‌های جداسازی در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق اهمیت بالایی دارد، زیرا در این مرحله مواد از جریان هوا جدا شده و جمع‌آوری می‌شوند. این طراحی شامل انتخاب نوع جداساز، محل نصب و ظرفیت آن است تا جداسازی بهینه و بدون هدررفت ماده انجام شود.در سیستم‌های معمول، سیکلون‌ها برای جداسازی ذرات سنگین از هوا استفاده می‌شوند؛ جریان هوا با حرکت چرخشی ذرات را به دیواره سیکلون می‌کوبد و آنها به پایین مخزن سقوط می‌کنند، در حالی که هوا از قسمت بالایی خارج می‌شود. فیلترهای کیسه‌ای ذرات ریز را روی سطح خود نگه می‌دارند و هوای تمیز از آن عبور می‌کند.در طراحی این سیکل‌ها باید سرعت هوا، اندازه ذرات، غلظت مواد و ظرفیت جریان هوا در نظر گرفته شود تا ته‌نشینی قبل از جداسازی رخ ندهد و مواد به طور کامل جمع‌آوری شوند. همچنین ترتیب قرارگیری چند جداساز در مسیر و امکان بازگرداندن هوا به سیستم یا محیط، به بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش آلودگی محیط کمک می‌کند.

• استفاده از لوله‌ها و اتصالات مقاوم در برابر سایش برای مواد ساینده.در سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، ذرات مواد با سرعت نسبتاً بالا در لوله‌ها حرکت می‌کنند و با دیواره‌ها و اتصالات برخورد می‌کنند. اگر مواد ساینده یا سخت باشند، این برخورد باعث سایش شدید لوله‌ها و اتصالات می‌شود و عمر مفید تجهیزات کاهش پیدا می‌کند. برای جلوگیری از این مشکل، معمولاً از لوله‌ها و اتصالات ساخته‌شده از متریال مقاوم به سایش مانند فولاد ضدسایش، آلیاژهای مقاوم یا پوشش‌های سرامیکی استفاده می‌شود. طراحی مسیر با خم‌های ملایم و کاهش زاویه اتصالات نیز به کاهش سرعت برخورد ذرات و سایش کمک می‌کند. این اقدامات باعث می‌شوند سیستم طول عمر بیشتری داشته باشد و نیاز به تعمیرات و نگهداری مکرر کاهش یابد.

• بررسی شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و خورندگی که ممکن است بر جریان و کیفیت مواد تأثیر بگذارد.در طراحی و بهره‌برداری سیستم پنوماتیکی فاز رقیق، شرایط محیطی نقش مهمی در عملکرد و کیفیت انتقال مواد دارند. دما، رطوبت و خورندگی می‌توانند تأثیرات متفاوتی بر جریان و مواد داشته باشند.

  • دما: دمای بالای محیط یا مواد می‌تواند باعث تغییر خواص فیزیکی ذرات شود، مانند چسبندگی یا نرم شدن، که ته‌نشینی و انسداد لوله‌ها را افزایش می‌دهد. دمای پایین ممکن است باعث یخ‌زدگی یا شکنندگی مواد شود.

  • رطوبت: رطوبت زیاد می‌تواند باعث چسبندگی ذرات به یکدیگر و به دیواره لوله‌ها شود، جریان معلق را مختل کند و سایش یا انسداد ایجاد نماید.

  • خورندگی: برخی مواد شیمیایی یا گازهای محیطی ممکن است لوله‌ها و اتصالات را خورده کنند، که عمر تجهیزات را کاهش می‌دهد و نیاز به استفاده از متریال مقاوم به خورندگی یا پوشش‌های محافظتی را ایجاد می‌کند.

  بررسی و کنترل این شرایط محیطی باعث می‌شود سیستم جابجایی مواد یکنواخت، پایدار و با حداقل توقف و آسیب تجهیزات عمل کند. طراحی مسیر، انتخاب متریال و کنترل شرایط هوا و محیط، کلید عملکرد بهینه سیستم هستند.

  سیستم پنوماتیک فاز غلیظ

  سیستم‌های پنوماتیک فاز غلیظ (Dense Phase Pneumatic Conveying) برای انتقال مواد پودری یا دانه‌ای با چگالی بالا و جریان آهسته استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها برخلاف سیستم‌های فاز رقیق، هوا را فقط برای فشار دادن مواد به کار می‌برند و مواد در دسته‌های متراکم حرکت می‌کنند. این روش به ویژه برای مواد حساس به ساییدگی یا خرد شدن و همچنین برای انتقال طولانی و با ارتفاع زیاد مناسب است.

  ویژگی‌ها و نکات مهم سیستم پنوماتیک فاز غلیظ:

  • سرعت پایین هوا: معمولاً بین ۲ تا ۶ متر بر ثانیه، که باعث کاهش سایش و شکستگی مواد می‌شود.

    در سیستم پنوماتیک فاز غلیظ، سرعت هوا بسیار پایین است، معمولاً بین ۲ تا ۶ متر بر ثانیه. دلیل این سرعت پایین این است که مواد به شکل متراکم یا دسته‌ای حرکت می‌کنند و اگر هوا با سرعت زیاد جریان پیدا کند، چند مشکل ایجاد می‌شود:

    1. افزایش سایش و فرسایش: ذرات در برخورد با دیواره لوله یا با همدیگر ساییده می‌شوند.

    2. خرد شدن یا آسیب به مواد حساس: مواد شکننده یا پودری ممکن است خرد یا تغییر شکل پیدا کنند.

    3. جابجایی ناپایدار: جریان دسته‌ای با سرعت زیاد می‌تواند باعث گرفتگی یا انسداد لوله شود و کنترل جریان سخت‌تر می‌شود.

    به همین دلیل، در فاز غلیظ، هوای کم‌سرعت اما با فشار بالا برای حرکت دادن مواد متراکم استفاده می‌شود. این روش باعث می‌شود جریان مواد پایدار باشد، مصرف انرژی بهینه باشد و مواد سالم به مقصد برسند.

    در مقابل، سیستم‌های فاز رقیق سرعت هوا بالاتر است، مواد پراکنده هستند و فشار کم‌تری نیاز دارند، اما سایش و آسیب به مواد بیشتر است.

  • فشار بالا: برای حرکت دادن مواد متراکم، سیستم نیاز به فشار بالاتر نسبت به فاز رقیق دارد.

  • جابجایی دسته‌ای یا پیوسته: مواد ممکن است به صورت دسته‌ای (Batch) یا جریان پیوسته منتقل شوند.

  • مصرف انرژی کمتر در طول‌های بلند: به دلیل سرعت پایین هوا و جریان متراکم، انرژی مصرفی برای انتقال مواد چگال نسبتاً بهینه است.

  • استفاده در مواد حساس: برای مواد خورنده، شکننده یا ساینده، این روش از آسیب رسیدن به ماده جلوگیری می‌کند.

  • طراحی لوله‌ها و اتصالات: باید مقاوم در برابر سایش و فشار باشند و مسیر مستقیم یا با حداقل پیچیدگی داشته باشند.