انواع تمیزکننده های تسمه نقاله (بلت پاک کن)

جدا از عواملی همچون انحراف تسمه نقاله و پارگی نوار نقاله، مواد برگشتی نیز می تواند باعث بروز مشکلات عدیده ای برای سیستم تسمه نقاله شود. بسیاری از مواد فله ای که با استفاده از تسمه نقاله ها منتقل می شوند تا حدودی چسبنده هستند. چنین مواد چسبنده ای به سطح بالایی تسمه نقاله که مواد را منتقل می کند می چسبند و با بقیه مواد در محل شوت تخلیه نمی شود. مواد باقیمانده در مسیر برگشت به عقب منتقل می شوند. این مواد برگشتی معمولا ذراتی کوچکتر و با رطوبت بیشتر هستند.  این ماده در اثر لرزش غلتک ها از سطح تسمه نقاله جدا می شود و در نقاط مختلف مسیر برگشت از روی تسمه نقاله می افتد. وقتی از روی تسمه نقاله جدا می شوند به سطوح قسمت های دیگر می چسبند و وقتی خشک می شوند سخت می شوند. این مواد باعث بوجود آمدن مشکل های زیر می شوند:

• ایجاد سایش بیش از حد در تسمه نقاله
• انحراف تسمه نقاله (لینک مقاله انحراف) به علت تجمع مواد روی رولیک های برگشتی
• افزایش وزن تسمه نقاله و افزایش اصطکاک بین تسمه نقاله و رولیک ها درنتیجه افزایش مصرف انرژی و افزایش توان مورد نیاز برای به حرکت در آوردن تسمه نقاله
• با بوجود آوردن تماس بین تسمه نقاله و قسمت های دیگر باعث خرابی تسمه نقاله و خوردگی سازه سیستم انتقال می شوند.
• کاهش بازده عملکردی و کاهش سودآوری از طریق افزایش هزینه‌های نگهداری و تمیز کردن و از دست دادن مواد
• کاهش ایمنی محل کار بخاطر مواردی چون تجمع مواد در محل عبور، ایجاد خطر آتش سوزی و …
• خطرات بهداشتی و مشکلات زیست محیطی ایجاد شده توسط مواد معلق شده در هوا و درنتیجه ایجاد نارضایتی در واحدهای مجاور و سازمان های نظارتی

بنابراین، بهتر است تسمه نقاله را قبل از رسیدن مواد حمل شده به پولی اسنب تمیز کنید. به حداقل رساندن مواد برگشتی با استفاده از تمیزکننده های تسمه نقاله منجر به موارد زیر می شود:

• بهبود برنامه ریزی تعمیر و نگهداری تسمه نقاله
• کاهش توقف اضطراری تسمه نقاله و تعمیرات
• کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری با کاهش نیروی کار مورد نیاز و تمیزکاری سریعتر
• بالا بردن عمر تجهیزات و جلوگیری از اتلاف مواد
• بهبود شرایط کاری و ایمنی
• کمک در راستای انطباق بیشتر با مقررات کاهش آلودگی محیط زیست

تمیزکننده های تسمه نقاله در نزدیکی محل تخلیه نصب می شوند تا مواد باقیمانده ای را که به تسمه نقاله می چسبند در حین عبور از اطراف پولی محرکه بزدایند. جنس مواد انتقالی، نوع اسپلایس، سرعت تسمه نقاله، عرض تسمه نقاله و … از جمله فاکتورهایی هستند که در انتخاب نوع اسکریپر تاثیرگذار هستند. انتخاب جنس تیغه اسکریپر نیز بسیار مهم است تا کارایی مناسب از خود نشان دهد. تیغه های اسکریپرهای فلزی معمولاً از تنگستن کارباید، فولاد نرم، فولاد ضد زنگ، فولاد عملیات حرارتی شده هستند. تنگستن کارباید به علت مقاومت بیشتر در برابر خوردگی طول عمر بیشتری نسبت به بقیه دارند.

اگر اسکریپر انتخاب شده کارایی مناسبی نداشته باشد باید از یک سیستم تمیزکننده چند مرحله ای متشکل از یک تمیزکننده اولیه، یک اسکریپر ثانویه و حتی یک اسکریپر سوم استفاده شود. استفاده از سیستم تمیزکاری چندگانه علاوه بر هزینه خرید بالاتر، هزینه نگهداری بالایی نیز دارند. تعداد تیغه هایی که باید تعویض گردند نیز بیشتر است که این مورد باعث توقف بیشتر خطوط انتقال و در نتیجه هزینه مضاعفی بر کارفرما تحمیل می گردد.

لازم به ذکر است که استفاده از تمیزکننده ها یا اسکریپرها روی تسمه نقاله باعث افزایش اصطکاک در تسمه نقاله می شود. این افزایش اصطکاک در سیستم های تمیزکننده چندگانه بسیار بیشتر است که این مورد علاوه بر سایش بیشتر سطح تسمه نقاله، باعث افزایش نیروی لازم برای به حرکت در آوردن تسمه نقاله و در نتیجه افزایش مصرف برق سیستم انتقال می شود. این مورد نیز دلالت به نامناسب بودن سیستم های تمیزکاری چندگانه دارد.

اسکریپرهای شرکت هوش آلمان با تیغه های تنگستن کارباید علاوه بر اینکه طول عمر بالایی دارند و هزینه نگهداری و تعمیرات را کاهش می دهند، کارایی بالایی نیز دارند و نیاز به استفاده سیستم های چندگانه را محدود می کنند که این نیز باعث کاهش هزینه های کارفرما می شود.

تحقیقات اداره معادن ایالات متحده نشان می دهد که فشار تیغه (11-14 psi) برای تمیزکننده های ثانویه(اسکریپرها)، فشاری بهینه برای کارایی مناسب در تمیزکاری، افزایش عمر تیغه و کاهش سایش تسمه نقاله است. این تحقیق نشان می دهد که استفاده از تمیزکننده با فشار زیاد هیچ فایده ای ندارد و باعث افزایش سایش تیغه و تسمه و مصرف برق می شود. فشار کم نیز منجر به سایش سریع تیغه و کاهش راندمان تمیزکاری می شود. بنابراین حفظ فشار تیغه بر روی تسمه نقاله در محدوده بهینه برای عملکرد کارآمد و موثر تمیزکاری بسیار مهم است. این فشار بهینه معمولا با تنشنر (tensioner) اعمال می شود.

زاویه قرارگیری تیغه نسبت به تسمه نقاله بسیار مهم است. زاویه قرارگیری می تواند سه حالت مختلف داشته باشد که در شکل زیر نشان داده شده است.

زاویه بزرگتر از 90 درجه (Scraping angle): در این حالت تیغه ها در جهت حرکت تسمه نقاله متمایل می شوند. در این حالت مواد در محل برخورد تیغه با تسمه نقاله انباشته می شوند و منجر به افزایش نیروی وارده به تسمه نقاله و در نتیجه افزایش سایش سطح تسمه نقاله می شوند.

زاویه 90 درجه (Normal angle): این حالت در بین بقیه قدیمی ترین است. در این حالت تیغه بعد از پولی محرکه و عمود بر سطح تسمه نقاله نصب می شود. در این حالت یک ناحیه با فشار بالا در نوک تیغه تشکیل می شود که منجر به خوردگی سریع لبه جلویی تیغه ها و همچنین سایش سطح تسمه نقاله می شود.

زاویه کمتر از 90 درجه (Peeling angle): در این حالت تیغه ها مخالف جهت حرکت تسمه نقاله متمایل می شوند. در این موقعیت، احتمال ایجاد تجمعی از مواد بسیار کمتر است در نتیجه ناحیه با فشار بالا ایجاد نمی شود و فشار کمتری به تسمه نقاله وارد می شود.

طراحی ایده آل تمیزکننده:

تمیزکننده مناسب باید بر روی پولی تخلیه قرار گیرد. در این حالت، با متغیرهای تاثیرگذار کمتری مواجه می‌شویم و نتایج به‌دست‌آمده مطلوب تر است. تمیزکننده ها باید هندسه ثابتی داشته باشد. یک تمیزکننده تسمه نقاله ایده آل باید ویژگی های زیر را داشته باشد:

• بر روی سطح پولی تخلیه عمل کند.
• داخل شوت قرار گیرد.
• برگشت پذیر باشد.
• برابر درجه حرارت بالا مقاوم باشد.
• در برابر خوردگی مقاوم باشد.
• در برابر موانع روی سطح تسمه نقاله (غیر از مواد انتقالی) خاصیت ارتجاعی داشته باشد.
• برای تسمه نقاله خطری نداشته باشد.
• بهتر است از تیغه های کوچکتر تشکیل شده باشد. در این اینجا مقاله اسکریپر گسسته لینک شود
• از تماس و پوشش تمام عرض تسمه نقاله (قسمتی که مواد چسبنده وجود دارد) اطمینان حاصل شود.
• در فواصل زمانی کوتاه نیاز به تعمیر و نگهداری نداشته باشد و نگهداری آن ساده باشد.
• در هر سرعت تسمه نقاله کارآمد باشد.
• در هر میزان رطوبت کارآمد باشد.

مروری بر انواع تمیزکننده ها

اصولاً تمیزکننده ها را می توان به دو نوع استاتیکی و دینامیکی تقسیم کرد.

تمیزکننده های استاتیکی:

این نوع تمیزکننده ها معمولا برای سمت برگشتی تسمه نقاله ها مناسب هستند.

• Manila, hemp or coir rope
• Piano wire Screw rollers
• Simple wiper
• Double wiper
• Tail protection ploughs (V-plough and straight plough)
• Segmented blade

Manila, hemp or coir rope : شکل زیر ساده ترین شکل تمیزکردن تسمه نقاله را نشان می دهد. طنابی به قطر 20-25 میلی متر در سراسر عرض تسمه نقاله با دو گیره کشیده می شود. طناب با تسمه نقاله تماس سطحی برقرار می کند. با توجه به میزان سایش، طناب باید بعد از مدتی تعویض شود. برای شرایط کاری سبک، مانند حمل و نقل شن یا مواد پودری خشک، این کار نسبتا موثر است و به تسمه نقاله آسیبی نمی رساند.

Piano wire Screw rollers : شکل زیر مکانیسمی را نشان می دهد که در آن از سیم استفاده شده است. یک سیم با قطر حدود 5 میلی متر در کل عرض تسمه نقاله روی پولی محرکه با فاصله 0.5 میلی متری از سطح تسمه نقاله کشیده می شود. نتایج نشان داده است که برای زدودن فیلم 0.5 میلیمتری باقیمانده روی تسمه نقاله باید از سیستم های تمیزکننده استاندارد (اسکریپر) استفاده کرد.

 شکل های زیر یک تمیزکننده یا اسکریپر ساده (simple wiper) را نشان می دهد که تسمه نقاله را تمیز می کند.

در ادامه شکل یک سیستم اسکریپر دوبل (Double wiper) را نشان می دهد که در آن اسکریپر اولیه یا تمیزکننده اصلی تمیزکاری عمده را انجام می دهد، در حالی که اسکریپر دوم مواد باقیمانده را تمیز می کند.

Tail protection ploughs (V-plough and straight plough) : اسکریپر داخلی (plough) برای پاکسازی سطح داخلی تسمه نقاله در دور برگشت استفاده می شود. آن ها از تجمع مواد روی پولی انتهایی (که منجر به انحراف تسمه نقاله می شود : لینک به دلایل انحراف تسمه نقاله) جلوگیری می کند. این نوع تسمه نقاله در سطح بالای تسمه نقاله در دور برگشتی و نزدیک به پولی انتهایی نصب می شود. شکل زیر دو نوع از این تمیزکننده ها را نشان می دهد.

شکل زیر نشان دهنده اسکریپرهای گسسته (segmented blade) یا چند تیکه است. این نوع اسکریپرها دو حالت یک ردیفه یا دو ردیفه دارند. مزیت اصلی این اسکریپرها این است که می توانند در تسمه نقاله های که اعوجاج عرضی دارند نیز کارایی موثری داشته باشند همچنین به دلیل همپوشانی بخش های مجاور، سطح تماس بیشتری را پوشش می دهند.  در شرایط خیلی مرطوب و یا چسبنده، تجمع مواد روی این نوع اسکریپر نیز می تواند مشکل ساز باشد. در صورت بروز این شرایط توصیه می شود که از یک اسکریپر اولیه یک تیکه استفاده شود و از اسکریپرهای گسسته به عنوان اسکریپر ثانویه استفاده شود.

روش های دیگر:

استفاده از اسپری آب: با توجه به نوع مواد حمل شده، با کمک اسکریپرهای قید شده، اسپری آب یکی از روش های تمیزکاری تسمه نقاله است. از مزایای این روش می توان به کاهش سایش سطح تسمه نقاله اشاره کرد. از معایب آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• عدم دسترسی به آب زیاد بخصوص در مناطق خشک
• اتلاف آب
• کنترل مقدار صحیح آب
• در هنگام توقف خط، آب نیز باید قطع گردد.
• مشکل در تمیز نگه داشتن آن ناحیه
• اگر مواد تمیز شده بلافاصله پاکسازی نشوند خطرات ایمنی بروز خواهد کرد.
• مشکل در حفاظت از تجهیزات الکتریکی مجاور و غیره

استفاده از جریان هوا: از جریان هوا نیز می توان برای تمیز کردن تسمه نقاله استفاده کرد. جریان هوا بر روی سطح تسمه نقاله در روی  پولی دمیده می شود تا مواد چسبده را جدا کند. این روش برای زدودن مواد خشک یا بسیار مرطوب موثر است. برای بعضی کاربری ها از دستگاه های مکنده نیز استفاده می شود.

تمیزکننده های دینامیکی:

این نوع تمیزکننده ها را می توان به دو بخش مجزا تقسیم بندی کرد:

• موتور محرک
• تسمه محرک

تمیزکننده های موتور محرک معمولاً شامل واحدهای درام چرخان هستند که تمیزکاری توسط لاستیک، فرچه و یا … انجام می‌شود. فرچه تمیزکننده تسمه نقاله شامل فرچه های چرخان است که برای نصب در زیر پولی محرکه طراحی شده اند. همانند شکل نشان داده شده، این تمیزکننده ها شامل یک شفت است که به موتور متصل است. جهت چرخش شفت باید خلاف جهت حرکت تسمه نقاله باشد. این نوع تمیزکننده ها را می توان به دو بخش فرچه های سرعت بالا و فرچه های سرعت پایین تقسیم بندی کرد. نوع دیگری از تمیزکننده ها به این صورت است که از تیغه های لاستیکی بر روی شفت استفاده می کنند.

اسکریپرهای چرخان تسمه محرک محسوب می شوند. چرخش اسکریپرها ناشی از حرکت تسمه نقاله است.

باید دقت کرد که برای حفاظت از موتور این نوع تمیزکننده ها در برابر آلودگی، موتور باید بخوبی پوشانده شود. به طور کلی خرید، نصب و راه اندازی تمیزکننده های دینامیک نسبت به انواع استاتیک گران تر است.

تمیز نگه داشتن تسمه نقاله کار دشواری است مگر اینکه این کار به طور سیستماتیک و منظم انجام شود. سیستم تمیزکننده در هنگام طراحی سیستم انتقال، باید در نظر گرفته شود. در نظر داشته باشید که تسمه نقاله گرانترین قسمت یک سیستم انتقال است. زمان و هزینه صرف شده برای تمیزکاری تسمه نقاله در برابر سودآوری ناشی از افزایش طول عمر تسمه نقاله و افزایش راندمان و کارایی سیستم انتقال، ناچیز است.

گردآورنده: فرزاد شیرمحمدلی