Dozowniki celkowe wykorzystywane są w większość gałęzi przemysłu, w szczególności przy transporcie i dozowaniu materiałów sypkich, transporcie pneumatycznym oraz instalacjach odpylających. Ze względu na specyfikę budowy, newralgicznym elementem dozownika celkowego jest uszczelnienie wału rotora.
To właśnie w tym miejscu dochodzi do najczęstszych awarii, a w konsekwencji – emisji pyłu do otoczenia lub przedostania się niepożądanego powietrza do wnętrza zaworu. Zjawisko to jest szczególnie istotne w przemyśle chemicznym, gdzie transportowane substancje często stanowią zagrożenie dla środowiska, zdrowia i życia pracowników lub wykazują wysoką tendencję do utleniania (np. w wyniku kontaktu z tlenem z powietrza).
Aby wyeliminować powyższe problemy firma TBMA – na zlecenie jednego z koncernów chemicznych – opracowała innowacyjne uszczelnienie wałów z układem monitorującym jego stan. Podstawowa zasada działania urządzenia polega na ciągłym przedmuchu uszczelnienia niewielką ilością gazu pod stałym ciśnieniem oraz na pomiarze natężenia przepływu tego gazu. Jeśli przepływ ten odbiega od zadanych wartości, uruchomiany zostaje sygnał alarmowy. W takim wypadku operator może podjąć odpowiednią akcję w oparciu o ustalone protokoły, tj.: monitorować sytuację, przeprowadzić obserwację/naprawę przy następnym postoju konserwacyjnym instalacji lub natychmiast zatrzymać instalację, a uszczelnienie poddać kontroli lub wymianie.
W nowym systemie podwójne uszczelnienie dławnicowe zostało użyte jako zewnętrzne uszczelnienie wału – od strony łożysk. Następnie zamontowano pierścień powietrzny wraz z uszczelnieniem labiryntowym, które działa jako wewnętrzne uszczelnienie wału – od strony łopatek rotora. Do pierścienia powietrznego dostarczany jest gaz pod stałym ciśnieniem 200 mBar. Poprzez uszczelnienie labiryntowe gaz rozprowadzany jest po całym obwodzie wału, co oprócz funkcji kontrolnej pozwala zapobiegać przedostawaniu się produktu do wnętrza uszczelnienia. W normalnych warunkach pracy, gdy uszczelnienie pracuje prawidłowo (brak uszkodzeń), ilość gazu wdmuchiwanego do zaworu jest na stałym poziomie. W chwili nadwyrężenia uszczelnienia (uszczelnienie zostało uszkodzone, jednak dzięki swojej konstrukcji nadal spełnia swoje zadanie) dochodzi do zmiany natężenia przepływu gazu, co natychmiast jest wykrywane przez system. Do przedmuchu uszczelnienia może być stosowany praktycznie każdy gaz. W praktyce jednak najczęściej jest to powietrze lub – w przypadku, gdy produkt nie powinien kontaktować się z tlenem – azot.
Integralną częścią nowego uszczelnienia jest skrzynka kontroli przepływu z elektronicznym sterownikiem. Urządzenie kompensuje wahania ciśnienia gazu, utrzymując zadane ciśnienie na stałym poziomie. Jednocześnie sterownik mierzy i rejestruje natężenie przepływu gazu do uszczelnienia. Jeżeli normy w zakresie odchylenia natężenia przepływu gazu zostaną przekroczone, uruchamiany zostaje sygnał alarmowy.
Można rozróżnić dwa przypadki odchyleń przepływu:
- zwiększenie przepływu gazu w układzie – uszczelnienie zostało uszkodzone, przez co gaz wydostaje się na zewnątrz lub doszło do uszkodzenia wężyków dostarczających powietrze do układu;
- zmniejszenie przepływu gazu w układzie – w wyniku uszkodzenia uszczelnienia do jego wnętrza przedostał się produkt, który zablokował przepływ gazu lub doszło do awarii urządzenia dostarczającego gaz.
W obu w/w przypadkach operator jest niezwłocznie informowany o możliwym uszkodzeniu uszczelnienia dozownika celkowego. Pozwala to na wczesne podjęcie odpowiednich napraw i wyeliminowanie ryzyka rozszczelnienia się instalacji.
Dodatkowym atutem nowego uszczelnienia jest możliwość zamontowania go w dozownikach celkowych pracujących w strefach zagrożenia wybuchem Ex oraz działających jako autonomiczne systemy zabezpieczające (odprzęganie wybuchu). Brak emisji wybuchowego pyłu na zewnątrz instalacji pozwala obniżyć w tym obszarze strefę zagrożenia wybuchem. Z kolei niższa strefa zagrożenia wybuchem pozwala zastosować tańsze urządzenia, z niższym certyfikatem ATEX.
Zawór celkowy z wolnym wałem przygotowany pod montaż systemu monitorującego stan uszczelnienia.
