نوار نقاله پیچی
نوار نقاله‌های پیچی که با نام نوار نقاله اسکرو نیز شناخته می‌شوند، از جمله قابل‌اعتمادترین و پرکاربردترین تجهیزات صنعتی برای انتقال مواد فله‌ای به‌شمار می‌روند. این سیستم‌ها قابلیت انتقال مواد را در جهات افقی، عمودی یا شیبدار دارند و متناسب با شرایط مختلف فرآیندی قابل تنظیم هستند.نوار نقاله‌های پیچی به طور ویژه برای جابجایی مؤثر مقادیر زیادی از مواد دانه‌ای مانند پودرها، گرانول‌ها و دانه‌ها طراحی شده‌اند. همچنین، توانایی انتقال مواد نیمه‌جامد، مایعات، یا موادی با جریان‌پذیری پایین را نیز دارند. این ویژگی آنها را به گزینه‌ای بسیار کاربردی در صنایع مختلف از جمله غذایی، شیمیایی، کشاورزی، و معدنی تبدیل کرده است.
عملکرد نوار نقاله پیچی
نوار نقاله پیچی یکی از عناصر کلیدی در سیستم‌های انتقال مواد است که وظیفه دارد مواد جامد را در طول ناودان (ترو) به سمت جلو حرکت دهد. این سیستم از یک شافت مرکزی با یک تیغه مارپیچی تشکیل شده است که به دور شافت پیچیده شده و به آن پرواز (Flight) گفته می‌شود. همانند عملکرد یک پیچ بزرگ، با هر چرخش کامل شافت، مواد به اندازه یک گام (Pitch) به جلو حرکت می‌کنند. گام به فاصله محوری بین دو قله‌ی متوالی از پروازها اطلاق می‌شود.
در طول عملکرد، شافت به‌صورت دورانی حرکت می‌کند اما از نظر موقعیت محوری ثابت باقی می‌ماند. برای اینکه این حرکت چرخشی به‌صورت پایدار و روان انجام شود، از یاتاقان‌ها در ابتدا، انتها و در صورت نیاز در بخش‌های میانی شافت استفاده می‌شود. این یاتاقان‌ها نه‌تنها از شافت پشتیبانی می‌کنند، بلکه از سایش و اصطکاک بیش از حد جلوگیری کرده و عملکرد پیوسته نوار نقاله را تضمین می‌نمایند.
برای انتقال گشتاور بین بخش‌های مختلف پیچ و جبران ناهمراستایی شافت‌ها، از کوپلینگ‌ها استفاده می‌شود. این قطعات به‌ویژه در نقاله‌های بلند همراه با یاتاقان‌های آویز اهمیت حیاتی دارند. در انتهای شافت پیچ، کالر داخلی قرار می‌گیرد که قطر داخلی شافت را با اتصالات استاندارد هماهنگ می‌سازد. همچنین لگ‌های انتهایی در دو سر پروازهای اولیه و انتهایی نصب می‌شوند تا از تجمع مواد جلوگیری کرده و از پیچ پشتیبانی بیشتری به عمل آورند.
سیستم توسط یک موتور الکتریکی که در نزدیکی انتهای تخلیه نصب شده، به حرکت در می‌آید. این نوع چینش باعث می‌شود مواد به‌صورت طبیعی به سمت موتور حرکت کنند، که در نتیجه فشار وارد بر پره‌های مارپیچ (پروازها) کاهش یافته و از سایش و پارگی قطعات نقاله جلوگیری می‌شود.
انواع نوار نقاله پیچی
نوار نقاله پیچ استاندارد: نوار نقاله پیچ استاندارد دارای گامی است که با قطر پیچ مطابقت دارد. قطر پیچ به فاصله شعاعی بین تاج های پرواز متوالی اشاره دارد. این نوار نقاله ها معمولاً در کاربردهای افقی و نوار نقاله های شیبدار با زاویه کمتر از 10 درجه استفاده می شوند. آنها برای جابجایی طیف وسیعی از مواد موثر هستند.
نقاله های پیچی گام متغیر :در نوار نقاله های پیچی گام متغیر، گام ها به طور متغیر در طول پرواز پیچ افزایش می یابد. گام در سمت ورودی طولانی تر است تا فضای اضافی برای مواد تغذیه شده در حین تخلیه از قیف ها، سطل ها یا سیلوها فراهم شود. نوار نقاله های پیچی گام متغیر در فیدرهای پیچی برای سرعت جریان حجمی کنترل شده مواد استفاده می شود.
نوار نقاله های پیچی گام کوتاه :در نوار نقاله های پیچی گام کوتاه، گام دو سوم قطر پیچ است. این نوار نقاله ها اغلب در کاربردهای شیبدار و عمودی و همچنین برای حمل و نقل مواد با جریان آزاد برای جلوگیری از فلاشینگ(Flushing) استفاده می شوند.
نوار نقاله های پیچ نیمه گام :در نوار نقاله های پیچ نیمه گام، گام نصف قطر پیچ است. این نوار نقاله ها در کاربردهای نوار نقاله پیچی شیبدار و عمودی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.
نوار نقاله پیچ گام بلند:نوار نقاله های پیچی گام بلند دارای گامی است که یک و نیم برابر قطر پیچ است. این نوار نقاله ها برای جابجایی مایعات و مواد با جریان آزاد و همچنین برای عملیات جابجایی مواد با سرعت بالا ایده آل هستند. آنها همچنین در به هم زدن مواد در حال حمل و نقل موثر هستند.
نوار نقاله پیچ دوبل پرواز:نوار نقاله های پیچ دوگانه دارای دو مجموعه مارپیچ از پرواز در طول پیچ هستند که روند انتقال را سرعت می بخشد. پروازها با 180 درجه جبران می شوند. مشابه نوار نقاله های پیچی استاندارد، گام در نوار نقاله های پیچ دوبل پرواز با قطر پیچ مطابقت دارد. این نوار نقاله ها سرعت جریان مواد ثابت و عملکرد روان را در طول حمل و نقل فراهم می کنند.
نوار نقاله های پیچی پرواز مخروطی:نوار نقاله های پیچ پرواز مخروطی دارای یک گام ثابت هستند در حالی که عرض پرواز به تدریج از دو سوم قطر پیچ در ورودی به قطر کامل در انتهای تخلیه افزایش می یابد. این طراحی فضای بیشتری را برای مواد در ورودی فراهم می کند و امکان جریان یکنواخت مواد را فراهم می کند. نوار نقاله های مخروطی یک جایگزین مقرون به صرفه برای نوار نقاله های پیچی متغیر هستند و به ویژه برای جابجایی مواد جامد توده ای موثر هستند.
نوار نقاله های پیچی جریان جرمی:نوار نقاله های پیچی جریان جرمی دارای یک پیچ مخروطی با گام های پروازی ثابت در نزدیکی ورودی تغذیه هستند. این بخش مخروطی در حالی که به سمت تخلیه امتداد می یابد به یک پیچ گام متغیر تبدیل می شود. آنها برای اطمینان از خروج مداوم مواد از قیف‌ها، سطل‌ها یا سیلوها طراحی شده‌اند و جریان یکنواخت مواد را افزایش می‌دهند. حجم مواد جابجا شده به تدریج با هر پرواز افزایش می یابد که از طریق نوار نقاله حرکت می کند.
نوار نقاله های پیچی پرواز هلیکوئیدی:نوار نقاله های پیچی پرواز هلیکوئید دارای پروازهایی هستند که از میله ها یا نوارهای فولادی مسطح ساخته شده اند که به شکل مارپیچ به صورت سرد نورد شده اند. این فرآیند باعث سخت شدن و تقویت مواد می شود و در نتیجه سطح پرواز صافی ایجاد می شود. پروازها پایه ضخیم تری دارند که در محیط بیرونی به لبه نازک تری می رسد. این پروازهای هلیکوئیدی با جوش دادن پروازهای کوتاه و منفرد به هم به شفت مرکزی متصل می شوند. پروازها در امتداد شفت با جوش های متناوب در هر انتهای پروازها ایمن می شوند.
نوار نقاله های پیچی پرواز هلیکوئید به دلیل دوام و ظرفیت باربری بالا و در عین حال مقرون به صرفه بودن شناخته شده اند. آنها برای جابجایی مواد سبک تا نسبتاً ساینده از جمله سنگ آهک، سیمان و کودها مناسب هستند.
نوار نقاله های پیچی پرواز مقطعی:در نوار نقاله های پیچی سکشنال(Sectional) پروازها از دیسک های فولادی مسطح با قطرهای داخلی و خارجی یکنواخت ساخته می شوند. دیسک ها با استفاده از پلاسما، جت آب یا برش لیزری برای افزایش طول آن برش داده می شوند و برای تشکیل یک مارپیچ یا پرواز منفرد که مربوط به یک دور است، فشرده می شوند. پیچ نوار نقاله سکشنال به همان روشی که پیچ نوار نقاله هلیکوئیدی مونتاژ می شود.
پروازهای مقطعی ضخامت مواد یکنواخت را در سرتاسر حفظ می کنند. گزینه‌های ضخیم‌تری نیز وجود دارد که باعث می‌شود نوار نقاله‌های پیچی مقطعی برای حمل و نقل مواد بسیار ساینده مانند گلوله شیشه و آلومینا مناسب باشند.
نوار نقاله های پیچی، پیچی برش: دارای بریدگی هایی هستند که در فواصل ثابت در لبه بیرونی پرواز پیچ بریده شده اند. این بریدگی ها اختلاط و هم زدن مواد حجیم منتقل شده را تسهیل می کنند. این نوع نوار نقاله برای مواد مستعد بسته بندی از جمله آهک هیدراته، شیر خشک و تالک موثر است.
نوار نقاله های پیچی پرواز بریده و تا شده:نوار نقاله های پیچ پرواز برش خورده و تا شده دارای هر دو بریدگی و چین در امتداد لبه بیرونی پرواز پیچ هستند. چین‌ها از سطح پرواز بالا می‌روند و همراه با بریدگی‌ها، تا حدی جریان مواد را کاهش می‌دهند و اختلاط را افزایش می‌دهند. این ویژگی ها همچنین به هوادهی مواد سبک وزن کمک می کند و توزیع یکنواخت دما را در طی فرآیندهای گرمایش و سرمایش تضمین می کند.
مجرای اسکرو
مجرای اسکرو محفظه‌ای است که ماردون (پیچ) اسکرو را احاطه کرده و از آن پشتیبانی می‌کند تا مواد فله‌ای در حین انتقال به درستی حرکت کنند. این مجرا می‌تواند در طول خود با زین‌ها یا پایه‌های فلنج‌دار تقویت شود. یک پوشش مقاوم و قابل جداسازی بر روی مجرا کشیده می‌شود تا از آلودگی، گرد و غبار و خطرات احتمالی محافظت کند.
مجرای اسکرو همچنین شامل نقاط دسترسی برای تغذیه و استخراج مواد فله‌ای است. معمولاً ورودی مجرا به سایر تجهیزات مانند نوار نقاله‌ها، شیرهای دوار (Rotary Valves) و تغذیه‌کننده‌های اسکرو (Screw Feeders) متصل می‌شود که مواد ورودی به مجرای اسکرو را تنظیم یا اندازه‌گیری می‌کنند. این اجزا معمولاً به هاپرها، سیلوها و مخازنی که مواد فله‌ای را ذخیره می‌کنند، متصل هستند. به‌طور جایگزین، ورودی مجرا ممکن است مستقیماً در سمت تخلیه تجهیزات پردازش بالادستی قرار داشته باشد.
انواع مختلفی از مجرای اسکرو وجود دارند:
- مجرای شکل U (U-shaped Trough)
- مجرای با فلنج زاویه‌ای (Angle Flange Trough)
- مجرای با فلنج ساخته‌شده (Formed Flange Trough)
- مجرای دوبل فلنج‌دار (Double Formed Flanged Trough)
- مجرای کانالی ساخته‌شده (Formed Channel Trough)
- مجرای با کف تخلیه‌دار (Drop Bottom Trough)
- مجرای با لبه گسترده (Flared Trough)
جنس مواد مورد استفاده برای ساخت مجرا
انتخاب جنس مناسب برای ساخت مجرای اسکرو به کاربرد خاص، نوع نقاله اسکرو و میزان مقاومت مورد نیاز در برابر خوردگی یا سایش بستگی دارد.
- فولاد معمولی (Mild Steel):
فولاد معمولی رایج‌ترین ماده برای ساخت مجرای اسکرو است و برای تقریباً تمام کاربردهای انتقال مواد مناسب می‌باشد. - استنلس استیل گرید 304 و 316 (Stainless Steel Grades 304 and 316):
نقاله‌های اسکروی ساخته‌شده از استنلس استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، سایش و ضربه‌های شدید (به دلیل سخت‌کاری در حین کار)، در شرایط خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. - فولاد مقاوم به سایش گرید AR235 یا AR400 (Abrasion Resistant Steel Grades AR235 or AR400):
این نوع فولاد دو تا چهار برابر سخت‌تر از فولاد معمولی است و برای انتقال مواد ساینده به‌کار می‌رود، زیرا در برابر سایش مقاومت بسیار بالایی دارد.
ویژگی‌های نوار نقاله پیچی
- طراحی فشرده: این دستگاه فضای کمی اشغال می‌کند و برای محیط‌های محدود بسیار مناسب است.
- طراحی مدولار: مونتاژ و نصب آسان به لطف ساختار قطعه‌ای و قابل توسعه.
- پشتیبانی ساده: نیاز به سازه‌های نگهدارنده پیچیده ندارد.
- مقاومت در برابر دمای بالا: عملکرد مطمئن حتی در شرایط دمایی شدید.
- قابلیت آب‌بندی آسان: امکان ایزولاسیون کامل برای جلوگیری از نشت گرد و غبار یا آلودگی.
- انعطاف‌پذیری بالا: قابل استفاده در کاربردها و صنایع متنوع با قابلیت سفارشی‌سازی.
- چندین نقطه بارگیری و تخلیه: امکان طراحی ورودی و خروجی‌های متعدد در مسیر انتقال مواد.
ویژگی اصلی نوار نقاله پیچی
ظرفیت انتقال بالا:نوار نقاله های اسکرو به دلیل ظرفیت انتقال بالا شهرت دارند و برای جابجایی حجم زیادی از مواد مناسب هستند. این آنها را برای صنایع با تقاضای تولید بالا ایده آل می کند.
تطبیق پذیری در تنظیمات:نوار نقاله های پیچی را می توان به روش های مختلفی پیکربندی کرد تا متناسب با کاربردهای خاص باشد. آنها را می توان به عنوان نوار نقاله افقی، شیب دار یا عمودی طراحی کرد که انعطاف پذیری را در حمل و نقل مواد در زمین های مختلف فراهم می کند.
برای کاربردهای شیب دار موثر است:نوار نقاله های پیچی به ویژه در انتقال مواد در فواصل شیب دار یا عمودی موثر هستند. طراحی آنها از لغزش مواد به عقب جلوگیری می کند و آنها را برای کاربردهایی که تغییرات ارتفاع مورد نیاز است مناسب می کند.
سرمایه گذاری اولیه مقرون به صرفه:نوار نقاله های پیچی اغلب هزینه اولیه کمتری در مقایسه با برخی از انواع نوار نقاله جایگزین دارند. این امر آنها را به انتخابی جذاب برای صنایعی که دارای بودجه هستند تبدیل می کند.
کاربردهای نوار نقاله پیچی در صنایع مختلف
- تصفیه فاضلاب:
با توانایی بالا در انتقال مؤثر لجن، نوار نقاله‌های پیچی مخصوص لجن (Sludge Conveyors) به‌طور گسترده‌ای در سیستم‌های تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند تا فرآیند حمل لجن را به بهترین شکل انجام دهند. - صنعت غذا:
در صنایع غذایی، این تجهیزات برای انتقال ضایعات و پسماندهای تولیدی به کار می‌روند. استفاده از نوار نقاله پیچی باعث افزایش بهره‌وری در فرآیندهای تولید و جابه‌جایی مواد شده و به بهینه‌سازی روند کار کمک می‌کند. - صنعت کشاورزی:
در بخش کشاورزی نیز نوار نقاله‌های پیچی نقش مهمی در انتقال کودهای آلی و سایر مواد ارگانیک ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها به انتقال یکنواخت کود در زمین‌های کشاورزی و باغ‌ها کمک کرده و به توزیع مؤثر مواد مغذی برای گیاهان منجر می‌شوند. - صنعت ساخت‌وساز:
در جابه‌جایی و حمل مواد ساختمانی مانند ماسه، سنگ، سیمان و دیگر مصالح، نوار نقاله پیچی نقش کلیدی دارد. این تجهیزات باعث روان‌سازی فرآیند تولید و ساخت شده و زمان و نیروی انسانی مورد نیاز را به شکل چشمگیری کاهش می‌دهند.
نتیجه گیری
نوار نقاله‌های پیچی با طراحی ساده، عملکرد قابل‌اطمینان و انعطاف‌پذیری بالا، راهکاری مؤثر برای انتقال مواد فله در صنایع مختلف به‌شمار می‌روند. این تجهیزات با کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش بهره‌وری، نقش مهمی در بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند.