Вакуумная транспортная система для электролитического серебряного порошка и гранул

Когда говорят про транспортировку электролитического серебряного порошка, многие сразу представляют себе стандартные пневмотранспортные линии — и это, пожалуй, главное заблуждение. На деле, с такими материалами, особенно с высокодисперсным порошком и хрупкими гранулами, обычный пневмотранспорт может превратить дорогостоящий продукт в пыль или спрессовать его в комья. Именно здесь на первый план выходит вакуумная транспортная система, но не как готовая ?коробка?, а как комплекс решений, который приходится буквально ?подгонять? под конкретный материал и технологический цикл.

Почему вакуум, а не давление? Практический расклад

С электролитическим серебром мы имеем дело с частицами сложной формы, часто с развитой поверхностью. При нагнетании воздуха под давлением частицы получают сильный кинетический удар, деформируются, а главное — активно окисляются. Вакуумная система работает на всасывание, поток более мягкий, контролируемый. Но и тут не без подводных камней: скорость всасывания — критичный параметр. Слишком высокая — гранулы дробятся о стенки трубопровода, слишком низкая — порошок зависает в линии, особенно на поворотах.

На одном из проектов для заказчика из электронной промышленности мы как раз наступили на эти грабли. Поставили систему с расчётом на высокую производительность, а в итоге получили повышенное содержание мелкой фракции на выходе. Пришлось пересматривать всю кинематику: подбирать диаметры труб, радиусы изгибов, материал внутреннего покрытия (важен коэффициент трения). Оказалось, что для сохранения гранулометрического состава оптимальна ступенчатая регулировка разрежения.

Кстати, о материалах. Обычная сталь — не вариант. Даже нержавейка может давать микроскопические заусенцы на стыках, которые ?рвут? частицы. Мы перешли на использование полированных труб из специальных сплавов, а в особо ответственных участках — с внутренним фторопластовым покрытием. Это не из учебника, это результат нескольких неудачных проб, после которых пришлось анализировать под микроскопом не только продукт, но и смывы с трассы.

Интеграция в существующий цикл: от электролиза до упаковки

Ключевая задача — не просто переместить порошок из точки А в точку Б, а вписать вакуумный транспорт в цепочку между электролизёром, сушилкой, сепаратором и фасовочным автоматом. Часто упускают момент с точкой загрузки. Если заборный узел стоит неправильно относительно слоя продукта в промежуточной ёмкости, возникает каналирование — вакуум вытягивает материал по одному ?руслу?, а основная масса остаётся. Мы решали это с помощью вращающихся заборных щупов с регулируемым заглублением.

Ещё один нюанс — деаэрация. Электролитический порошок, особенно свежий, может удерживать в своей структуре остатки электролита и газы. При резком создании вакуума происходит их интенсивное выделение, что может привести к псевдоожижению слоя и сбою в работе шлюзовых затворов. Пришлось вводить предварительную стадию ?мягкого? вакуумирования в загрузочном бункере.

Здесь стоит упомянуть опыт коллег из ООО ?Ганьчжоу Цзиньхуань Заливочное Оборудование? (их наработки можно посмотреть на https://www.jhcast.ru). Эта компания, хоть и специализируется на оборудовании для разливки цветных металлов, глубоко прорабатывает вопросы точной дозировки и транспорта сыпучих материалов в вакуумированной среде. Их подход к интеллектуальному управлению шлюзовыми затворами, основанный на обратной связи по массе, был для нас полезной подсказкой при настройке системы подачи гранул в инертной атмосфере.

Безопасность и экономика: что часто замалчивают

Работа с серебряным порошком — это всегда взрывопожароопасность. Вакуумная транспортная система в этом плане безопаснее пневматики, так как концентрация пыли в трубопроводе ниже, а кислорода практически нет. Но это если система герметична. На практике, микротечи в соединениях фланцев — обычное дело. Мы внедрили обязательную процедуру проверки герметичности азотной продувкой под избыточным давлением перед каждым запуском после обслуживания. Кажется мелочью, но это исключило несколько потенциально опасных ситуаций.

Экономический расчёт тоже неочевиден. Сама система дороже обычной. Но если посчитать потери продукта (унос в фильтры, изменение фракционного состава) и стоимость его восстановления, а также энергозатраты, то за 2-3 года она часто выходит в плюс. Главная статья экономии — сохранение качества. Партия порошка с нарушенной гранулометрией может быть забракована при производстве мишеней для напыления, а это уже другие порядки сумм.

Фильтры тонкой очистки на выходе — отдельная история. Их нельзя перегружать, но и частая регенерация ведёт к потерям. Мы пришли к использованию кассетных фильтров с импульсной продувкой, синхронизированной с циклами транспортировки. Важно, чтобы обратная продувка велась тем же инертным газом (азотом), а не воздухом.

Конкретные узлы и их ?болезни?

Вакуумный насос и ловушки

Масляные роторно-пластинчатые насосы — классика, но для серебра они могут стать источником загрязнения. Пары масла, даже при наличии ловушек, способны образовывать плёнку на частицах. Мы перешли на сухие винтовые насосы. Их плюс — чистота, минус — чувствительность к абразивной пыли. Пришлось ставить двухступенчатую систему ловушек: циклонную предварительную очистку и потом барботажный фильтр-абсорбер. Иногда в ловушке, после цикла транспортировки влажных гранул, находили не просто порошок, а почти гель — остатки связующего. Это сигнал к проверке режима сушки.

Транспортный трубопровод и изгибы

Как уже говорил, радиус изгиба — всё. Меньше 6D — гарантированный удар и истирание. Мы используем плавные отводы с большим радиусом, а в идеале — гибкие гофрированные вставки из специальных материалов в точках соединения с аппаратами, чтобы гасить вибрации. Износ в местах изгибов — норма, но его можно прогнозировать. Мы ведём журнал толщин стенок на контрольных участках, замеряемых ультразвуком.

Приёмный бункер и шлюзовые затворы

Здесь главная проблема — ?зависание? и сводообразование. Вибрационные разрыхлители помогают, но они же могут уплотнять материал. Лучше показала себя система с флюидизирующим дном, через которое подаётся слабый поток азота. Шлюзовой затвор должен иметь точную регулировку скорости вращения ротора. Слишком быстро — проскакивает воздух (азот), слишком медленно — забивается. Опыт ООО ?Ганьчжоу Цзиньхуань? в создании интеллектуального оборудования для разливки с точным дозированием подтверждает, что без прецизионного привода и весовой ячейки обратной связи стабильной работы не добиться.

Вместо заключения: это не оборудование, это процесс

Самая большая ошибка — думать, что купил вакуумную транспортную систему, смонтировал и забыл. Нет. Это живой процесс, который нужно постоянно ?чувствовать?. Сегодня влажность сырья другая, завтра изменилась температура в цехе — и уже нужно корректировать скорость потока или степень разрежения. Мы даже ввели должность оператора-технолога линии транспорта, который отвечает не за кнопки, а за конечные параметры продукта на выходе из системы.

Итог прост: для электролитического серебряного порошка и гранул вакуумный транспорт — не роскошь, а необходимое условие для сохранения качества и безопасности. Но успех определяется не маркой оборудования, а глубиной понимания физики процесса и готовностью к постоянной тонкой настройке. Как показывает практика, в том числе и опыт таких инжиниринговых компаний, как ООО ?Ганьчжоу Цзиньхуань Заливочное Оборудование?, ключ лежит в интеграции точной механики, управляющей автоматики и, что важнее всего, конкретных знаний о материале, с которым работаешь.