Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Ontvang onze nieuwsbrief en digitale magazine
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

       

ARTIKEL
Feeders en flowpromotors I Optimale doorstroming gevraagd
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

Feeders en flowpromotors I

Optimale doorstroming gevraagd

Feeders worden in het Nederlands vaak aangeduid als siloontladers of losmechanismen. Ze vormen een belangrijk onderdeel van een opslagsysteem en regelen op een betrouwbare manier de voeding naar een volgend onderdeel van het proces. Althans, wanneer alles goed gaat. In dit eerste van twee artikelen belichten de auteurs de eisen die aan feeders mogen worden gesteld, naast mogelijke belastingen, keuzecriteria en mogelijke hulpmiddelen voor een goede uitstroom van een silo.

Gerelateerde expertise

Feeders worden in het Nederlands vaak aangeduid als siloontladers of losmechanismen Ze vormen een belangrijk onderdeel van een opslagsysteem en regelen op een betrouwbare manier de voeding naar een volgend onderdeel van het proces Althans wanneer alles goed gaat In dit eerste van twee artikelen belichten de auteurs de eisen die aan feeders mogen worden gesteld naast mogelijke belastingen keuzecriteria en mogelijke hulpmiddelen voor een goede uitstroom van een silo STROMEN Ir Gerard Haaker en Ir Piet van der Kooi Feeders en flowpromotors I Optimale doorstroming gevraagd Feeders worden in het Nederlands vaak aangeduid als siloontladers of losmechanismen Ze vormen een belangrijk onderdeel van een opslagsysteem en regelen op een betrouwbare manier de voeding naar een volgend onderdeel van het proces Althans wanneer alles goed gaat In dit eerste van twee artikelen belichten de auteurs de eisen die aan feeders mogen worden gesteld naast mogelijke belastingen keuzecriteria en mogelijke hulpmiddelen voor een goede uitstroom van een silo Strikt genomen vallen ook afsluitmechanismen als schuiven ed onder de definitie van een feeder Maar in de praktijk dienen ze niet meer dan voor het gedeeltelijk open of dicht maken van een opening Wanneer aan de massastroom hogere eisen worden gesteld voldoet een dergelijk aanuit systeem niet en zal een echte feeder moeten worden gebruikt Hiermee kan de massastroom binnen de gevraagde nauwkeurigheid worden geleverd In een aantal gevallen zal de stroming van silo naar feeder niet optimaal verlopen en zullen hulpmiddelen zogenaamde flowpromotors moeten worden toegepast Op deze paginas gaan we in op de algemene kenmerken van feeders en flowpromotors Een volgende keer volgt een artikel over enkele feedertypen Eisen aan feeders Net zoals een siloontwerp moet aansluiten bij het materiaal of een groep materialen dat in de silo wordt opgeslagen dient ook de feeder te worden afgestemd op zowel het materiaal als de silo waarin deze wordt toegepast Daarnaast moet de feeder de door het proces vereiste massastroom kunnen leveren Of dat nou gebeurt op basis van het geleverde volume volumetrische dosering of op basis van de geleverde massa gravimetrische dosering Welk type dosering zal worden toegepast en welke soort feeder ook wordt gekozen de feeder zal tenminste aan drie eisen moeten voldoen Hij moet een constante ongestoorde materiaalstroom bij alle gevraagde debieten van het proces kunnen leveren Er mag geen negatieve invloed op het stromingspatroon van de silo worden uitgeoefend Solids Processing Nr 4 september 2010 86 87 Solids Processing Nr 4 september 2010 mogelijkheid is om na het ten dele vullen van de silo wanneer de feederbelasting nog niet te hoog is een beetje materiaal aan de conus te onttrekken waardoor ook voldoende beweging in de conus optreedt om een radiaal spanningsveld te vormen Bij het daarna verder vullen van de silo verandert het spanningsveld in de conus niet zodat de druk op de feeder laag blijft Typekeuze De inzet van het type feeder hangt nauw samen met de eigenschappen van het opslagproduct de eisen vanuit het proces en de fysieke beperkingen van een feeder Bij dat laatste denken we dan aan maximale afmetingen toelaatbare temperatuur en regelbereik Belangrijke factoren vanuit het opslagproduct zijn de deeltjesgrootte en dan voornamelijk de afmetingen van de grootste deeljes de gevoeligheid voor slijtage onder druk en afschuifkrachten en de slijtende werking van het product op de feeder De eisen vanuit het proces hebben te maken met zaken als afdichting tegen stof regelbereik van de feeder onderhouds en reinigingskosten afdichting tegen mogelijke gasdrukdrukverschillen en gravimetrische of volumetrische dosering In de literatuur van Ed CJBrown and JNielsen zijn voor de meest gebruikte feedertypen tabellen te vinden waarin is aangegeven in hoeverre ze aan dergelijke eisen kunnen voldoen Stroombevordering Stroombevorderende hulpmiddelen worden vaak aangebracht wanneer een silo minder goed of helemaal niet stroomt Soms blijkt al in de ontwerpfase dat het voor bepaalde opslagproducten onmogelijk is om via geometrische dimensionering een goed werkende silo te bouwen Dan ontkomt de gebruiker niet aan stroombevorderende apparatuur Stel dat bij stilstand het materiaal in de tijd wordt verstevigd dan is voor het weer ongestoord laten uitstromen vaak een grote opening nodig Maar als dat met de toevoeropening van de feeder niet is op te lossen dan wordt voor een kleinere opening en flowstimulering gekozen van vullen en is dus moeilijk te voorspellen Figuur 1 schetst een beeld van feederbelastingen tijdens vullen en legen Hier komt duidelijk naar voren waarom bij het feederontwerp rekening moet worden gehouden met de maximale belasting tijdens het vullen De belasting optredend bij een geheel gevulde silo en hopper heeft gezien de metingen een maximale waarde die overeenkomt met een hydrostatische drukhoogte van twee tot vier maal de breedte van de uitstroomopening Tijdens het onttrekken van materiaal neemt deze druk snel af tot waarden die een factor drie tot vijf lager kunnen zijn De hoge feederbelasting tijdens het vullen heeft als consequentie dat ook de aanloopkracht van de feeder voldoende groot moet zijn om de feeder te kunnen starten Dit leidt in de praktijk soms tot problemen Een hoge feederbelasting kan de kans op productdegradatie en slijtage van de feeder vergroten Er bestaat gelukkig een aantal maatregelen om hoge feederbelastingen te voorkomen Een mogelijkheid is een in verticale zin flexibele verbinding tussen hopper en feeder Hierdoor zal bij een hoge belasting de feeder wat zakken Dat maakt dat het materiaal in de hopper ook wat kan nazakken en dat er een omslag naar een radiaal spanningsveld kan optreden met een veel lagere feederbelasting Een andere van de silo en de druk wanneer eenmaal materiaal aan de silo is onttrokken Bij het vullen van de silo zal de druk in de cilinder toenemen bij toenemende vulling De optredende wrijving van de wand begrenst deze tot minder dan hydrostatisch De druk in de trechter zal aanvankelijk ook toenemen bij stijgende vulhoogte Maar in hoeverre deze druktoename doorzet hangt af van de eigenschappen van het opslagproduct en de vorm en wrijving van de conus Wanneer er voldoende verticale beweging in de conus plaatsvindt door nazakkensettlen zal ook het stortgoed voldoende vervormen om een zogenaamd radiaal spanningsveld te laten ontstaan Hierbij neemt de verticale druk in de conus vanaf de overgang cilinder conus ongeveer lineair af met de diepte in de conus De druk onderin de conus en dus ook de belasting op de feeder is dan laag Wanneer tijdens het vullen weinig beweging in de conus optreedt zal er vooralsnog geen radiaal spanningsveld ontstaan Hiermee zal ook de verticale druk onderin de conus en daarmee de feederload hoog zijn zolang geen materiaal wordt onttrokken Het optreden van deze factoren hangt samen met een groot aantal factoren zoals stijfheid en elasticiteit van het stortgoed optredende stortgoeddruk stijfheid van de feeder en de ondersteuning van de feeder en wijze men Daarvoor moet de feeder gelijkmatig en over de volledige uitstroomopening materiaal aan de silo onttrekken Dit vormt meestal geen probleem bij kleine ronde of vierkante uitstroomopeningen indien als interface tussen silo en feeder een klein stuk verticale pijp wordt gebruikt met een hoogte ongeveer gelijk aan de uitstroomopening van de conus In het geval van een langwerpige uitloop van de hopper moet het feederontwerp rekening houden met een toename van de onttrokken materiaalstroom in de stromingsrichting Hier komen we later bij de bespreking van enkele afzonderlijke feeders op terug Het feederontwerp moet constructief ook zo zijn uitgevoerd dat geen obstructies van de stroming op kunnen treden door onnodige vernauwingen van het stroomkanaal Zeker als hier bijvoorbeeld ook nog horizontale steunvlakken aanwezig zijn waarop het uit te stromen materiaal stabiele gebieden kan opbouwen Het verdient dan ook aanbeveling om de toelaat naar de feeder wat wijder te kiezen dan de uitlaat van de silo Alle soorten materiaal Zowel eigenschappen van het stortgoed zelf zoals hardheid versmerende en verslijtende werking op de feeder en mogelijke stofvorming zijn van belang Maar ook proceseigenschappen als temperatuur en feederlast spelen een rol bij de eisen aan het ontwerp Vanzelfsprekend moet bij het stoppen van de feeder ook de materiaalstroom stoppen Dat betekent dat de feeder normaal gesproken ook als afsluitorgaan dienst zal doen Dit laatste moet ook kunnen bij materialen die gemakkelijk zijn te beluchten waarbij in ongunstige omstandigheden een vorm van flooding het schieten van het materiaal zou kunnen optreden Dan moet de feeder wel voldoende afsluiten om ongecontroleerde materiaalstroming te voorkomen Feederbelasting De verticale belasting op een feeder wordt bepaald door de verticale druk in het onderste deel van de hopper Hierbij moeten we onderscheid maken tussen de druk die op kan treden bij het vullen Hij moet geschikt zijn voor alle soorten materiaal die in de silo worden opgeslagen Constante ongestoorde materiaalstroom Wanneer het gewenste debiet variabel is zal de feeder dus zodanig moeten kunnen worden geregeld qua toerental of doorlaat dat de capaciteit voldoende is om alle gevraagde hoeveelheden met de gewenste nauwkeurigheid te kunnen leveren Hierbij speelt ook de toevoer van de silo naar de feeder een rol Die moet zelfs het maximaal gevraagde debiet kunnen verwerken De massastroom M van een vrij stromend materiaal uit een silo kan in benadering worden voorspeld met de empirische formule M C pb 8730gd kdp 25 waarin pb de stortgoeddichtheid d de hydraulische uitstroomdiameter en dp de gemiddelde deeltjesdiameter voorstelt De waarden van de empirische constantes C en k zijn afhankelijk van het stortgoed en de silogeometrie en niet al te nauwkeurig vast te stellen In het geval van zeer fijne vrijstromende en zeker bij cohesieve materialen is de voorspelling van het vrije uitstroomdebiet nog minder betrouwbaar Gelukkig blijkt in de praktijk dat in nagenoeg alle gevallen de vrije uitstroom ruim voldoende is zodat niet de silo maar de feeder het maximaal haalbare debiet zal bepalen Stromingspatroon De negatieve invloed op het stromingspatroon speelt speciaal bij massastroomsilos omdat deze juist zijn ontworpen om een first infirst outstroming te garanderen Dit om problemen als segregatie stabiele brugvorming en dode zones te voorkog Feederbelasting tijd vullen legen Dit artikel is afkomstig uit Solids ProcessingBenelux wwwsolidsprocessingnl Vezor Media Figuur 1 Mogelijke belasting van een feeder tijdens vullen en legen van de silo zogenaamde airslides Dit zijn luchtdoorlatende platen die worden aangebracht op nagenoeg vlakke bodems of op de wanden van een stompe conus De optredende fluidisatie genereert een goede stroming langs deze flauwe hellingen Toepassing vindt meestal plaats bij de wat grotere silos die vanwege de benodigde ruimte niet van een echte conus kunnen worden voorzien Voorwaarde hierbij is uiteraard dat het materiaal goed fluidiseerbaar moet zijn zoals bijvoorbeeld cement Tenslotte bestaan er zogenaamde airblasters of aircannons Deze worden gebruikt bij zeer cohesieve materialen wanneer veel brugvorming optreedt speciaal tijdens stilstand van het opslagsysteem Deze luchtkanonnen bestaan uit luchtvaatjes met lucht van hoge druk 5 8 bar Die worden tegen de buitenzijde van de conus gemonteerd op de plaatsen waar brugvorming wordt verwacht zie figuur 4 Wannneer de uitstroming uit de silo blokkeert kan de inhoud van de luchtvaten via enkele nozzles met een flinke stoot in het materiaal worden geblazen Dit veroorzaakt breking van de opgetreden blokkering Om de blokkade van meerdere zijden te bestoken zitten deze luchtkanonnen vaak op meerdere plaatsen aan de omtrek Op basis van ervaring kunnen deze luchtkanonnen ook preventief worden toegepast Hiervoor worden ze op geregelde tijdstippen in werking gesteld voor een echte blokkering optreedt Luchtkanonnen worden ook wel preventief toegepast wanneer het gevaar bestaat van gewelfvorming hogerop in de cilinder Door het instorten van dergelijke gewelven kunnen zware trillingen optreden of zelfs ernstige beschadigingen aan de uitlooptrechter Hier brengen een of meer aan de cilinderwand aangebrachte luchtkanonnen uitkomst Combinaties van oplossingen Bij zeer slecht lopende producten bieden combinaties van bovengenoemde mogelijkheden soms een oplossing Trillers op de conus en gelijktijdige fluidisatie door het inblazen van lucht levert in enkele gevallen een goed resultaat Ook is wel geprobeerd om te fluidiseren met hoogfrequente luchtstootjes Echter de resultaten van een combinatie van trillingen en fluidisatie bleken in de praktijk nogal tegen te vallenn Silos Fundamentals of theory behaviour and design Ed CJBrown and JNielsen 1998 E FN Spon London ISBN 0419215808 89 Optimale doorstroming gevraagd STROMEN Flowpromotors komen in vele soorten en uitvoeringsvormen voor We noemen hier de belangrijkste typen Mechanische hulpmiddelen Pookgatenzijn in de silowand meestal in de conus aangebrachte openingen die het mogelijk maken het opslaggoed met mechanische of pneumatische lansen aan te stoten Hoewel ze in bepaalde gevallen voldoen worden ze tegenwoordig nog maar weinig toegepast Het zijn eigenlijk geen echte flowpromotors maar ze worden incidenteel gebruikt wanneer het materiaal echt blokkeert doordat een stabiele brug of gewelf is gevormd Waar het in de conus op deze manier op gang brengen van materiaal weinig kwaad kan is dat hogerop in de silo een hachelijk zaakje Bij het op deze wijze breken van een gewelf kan door het plotseling instorten van het gewelf een behoorlijke stootbelasting op de conus optreden met navenante schade Roer en woelwerkenzijn in of boven de conus aangebrachte mechanische elementen die in het materiaal bewegen om het los te houden Ze kunnen continu in beweging zijn of alleen na stilstand van de silo om de tijdversteviging van het materiaal te breken Vele uitvoeringen van dit type hulpmiddelen komen we in de praktijk tegen Van horizontaal of verticaal bewegende stangenmechanismen tot in het materiaal draaiende schroeven Figuur 2 toont enkele voorbeelden Verdringerlichamenzijn in de trechter aangebrachte constructies in de vorm van een dichte conus of piramide met de punt naar boven dan wel een extra open conus een zogenaamde coneincone constructie Ze zijn meestal bedoeld om de symmetrische ruimtespanning in het materiaal om te zetten naar een vlakspanningstoestand Het zijn in feite geen echte flowpromotors omdat ze de stroming op zich niet verbeteren maar ook bij minder steile conushoeken het stromingspatroon kunnen omzetten van kernstroming naar massastroming Soms worden deze inserts ook aangetrild en wordt daardoor de stroming op zich ook beinvloed Trilmechanismen De meest simpele uitvoering van een trilmechanisme is natuurlijk de grote voorhamer Een handig hulpmiddel om de trechter mee te bewerken als de zaak weer eens vast zit Meestal in het begin een praktische oplossing op den duur resulterend in een trechterwand vol butsen die de stroming alleen nog maar verslechteren Een wat meer geciviliseerde uitvoering is een op de conus aangebrachte triller Pneumatisch of elektrisch aangedreven zijn ze vaak ook qua aanstootkracht enof frequentie regelbaar Aandachtspunt is wel dat deze trillers alleen mogen werken bij geopende uitstroomopening Anders wordt door de aangebrachte trillingen het materiaal in de trechter juist vast getrild Soms wordt de gehele conus aangetrild waarbij meestal ook nog een interne trillende bodemplaat is aangebracht Hierover later meer bij de bespreking van de feeders Op basis van lucht Bij pneumatische flowpromotie wordt meestal lucht continu of intermitterend in het onderste gedeelte van de trechter geblazen heel locaal via nozzles of over grotere oppervlakken via poreuze platen Nozzless zijn vaak op een ringleiding aangesloten zie figuur 3a In het eerste geval blaast er continu kleine luchtstroom door alle nozzless tegelijkertijd Hierdoor wordt het materiaal in ieder geval bij de wand gefluidiseerd en zal beter stromen In het tweede geval wanneer bij cohesief materiaal in de trechter mogelijk brugvorming kan optreden dient het systeem meer als brugbreker Hierbij wordt door de afzonderlijke nozzless beurtelings een luchtstoot op het materiaal losgelaten die de brug laat bezwijken Hetzelfde resultaat geeft het in de trechterwand inbouwen van een serie opblaasbare luchtkussens figuur3b Het alternerend en zeer kortdurend opblazen van de verschillende kussens belast de brug asymmetrisch waardoor deze bezwijkt Een andere toepassing van lucht zijn de Solids Processing Nr 4 september 2010 88 A B nozzle 1 2 3 4 5 ringleiding kritische zone perslucht advertentie A B C Solids ProcessingBenelux wwwsolidsprocessingnl Vezor Media Donaldson And everything just got better A Cleaner World for Industry Donaldson Nederland bv Transistorstraat 44III 1322 CG ALMERE Tel 036 54 80 840 Fax 036 54 80 850 IAFnldonaldsoncom wwwdonaldsoncom Donaldson uses high quality filtration media and the latest filtration technique to create solutions for all your needs related to dust in every type of industry Clean solutions for production and environment Donaldson Anz 210x140GBDonaldson Anz 210x140 280710 1403Seite 1 Figuur 2 Voorbeeld van een aantal roer en woelapparaten om het materiaal los te houden Figuur3a Ringleiding met nozzles om het materiaal te fluidiseren dan wel door luchtstoten mogelijke brugvorming te voorkomen Figuur 3b Opblaasbare kussens om gevormde bruggen te breken De kussens worden intermitterend opgeblazen bijvoorbeeld in de volgorde 13524 Figuur 4 Het gebruik van luchtkanonnen met relatief grote drukstoten om A gewelfvorming in de cilinder tegen te gaan B brugvorming door tijdsconsolidatie te verbreken C continu stabiele bruggen te voorkomen
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverterenInloggen controlpanel