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

       

ARTIKEL
Veel toegepaste feeders Feeders en flowpromotors (deel 3)
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.

Veel toegepaste feeders

Feeders en flowpromotors (deel 3)

In de twee eerdere artikelen zijn de algemene eisen en toepassingen van feeders behandeld en de mogelijkheden om de toestroming te verbeteren door gebruik te maken van flowpromotors. Dit derde artikel gaat wat specifieker op een aantal veel toegepaste feeders in, namelijk de schroeffeeder of uitdraagschroef, de bandfeeder, de trilfeeder, de cellenradsluis en de trilbodem of bin activator.

Gerelateerde expertise

In de twee eerdere artikelen zijn de algemene eisen en toepassingen van feeders behandeld en de mogelijkheden om de toestroming te verbeteren door gebruik te maken van flowpromotors Dit derde artikel gaat wat specifieker op een aantal veel toegepaste feeders in namelijk de schroeffeeder of uitdraagschroef de bandfeeder de trilfeeder de cellenradsluis en de trilbodem of bin activator STROMEN Ir Gerard Haaker en Ir Piet vander Kooi Feeders en flowpromotors deel 3 Veel toegepaste feeders In de twee eerdere artikelen zijn de algemene eisen en toepassingen van feeders behandeld en de mogelijkheden om de toestroming te verbeteren door gebruik te maken van flowpromotors Dit derde artikel gaat wat specifieker op een aantal veel toegepaste feeders in namelijk de schroeffeeder of uitdraagschroef de bandfeeder de trilfeeder de cellenradsluis en de trilbodem of bin activator We bespreken hier slechts die eigenschappen waarmee rekening moet worden gehouden om het systeem silo feeder probleemloos te laten werken Een complete beschrijving van deze en andere lossystemen in de vorm van een decisionmatrix kan in de literatuur worden gevonden 1 De schroeffeeder of uitdraagschroef De schroeffeeder is waarschijnlijk de meest toegepaste feeder en kan in principe worden toegepast voor alle typen stortgoed zowel vrijstromend als cohesief Zolang de toestroming naar de feeder maar is gewaarborgd Hij is minder geschikt voor abrasive materialen daar de optredende wrijving veel slijtage kan veroorzaken Een schroeffeeder zal normaal gesproken volumetrisch doseren via regeling van het toerental Maar hij kan in combinatie met een weegsysteem uiteraard ook gravimetrisch werken Dit type feeder kan bij een ronde of vierkante silouitgang worden gebruikt maar wordt het meest toegepast bij een langwerpige Solids Processing Nr 6 december 2010 54 55 Solids Processing Nr 6 december 2010 zogenaamde smoorsectie Wanneer deze voldoende lang wordt gekozen kan de gevulde schroef ook als afdichting tegen een niet al te hoog luchtdrukverschil worden gebruikt Bij brede toevoeropeningen worden vaak meerdere schroeven te krijgen In figuur 4 ontleend aan 3 is een voorbeeld gegeven van het optimaal berekende spoedverloop Hierbij is tevens de asdiameter gevarieerd om de ideale toename van de transportcapaciteit langs de schroef zo dicht mogelijk te benaderen Een op deze wijze optimaal ontworpen schroef zal dus over de volle toevoeropening gelijkmatig materiaal aan de silo onttrekken In het transportgedeelte van de schroef dus voorbij de toevoeropening dan wel in de smoorsectie neemt de spoed nog iets toe om mogelijke drukopbouw te voorkomen Hoewel het in principe dus mogelijk is de benodigde continue variatie van spoed en diameter te berekenen wordt in de praktijk vaak voor een trapsgewijze variatie gekozen Dit omdat het eenvoudiger is te realiseren Een dergelijke oplossing is ook in figuur 4 aangegeven Hieruit blijkt wel dat bij te lange gedeelten met constante spoed geen toename van de capaciteit dus geen toestroming van materiaal plaatsvindt Zo ontstaat toch het risico van stilstaande gebieden Dit is ten dele te voorkomen door in deze gebieden de asdiameter aan te passen Een bijkomend voordeel van een schroeffeeder is dat hij in principe geheel gesloten kan worden uitgevoerd zodat geen stofproblemen hoeven op te treden Tevens kan het laatste gedeelte van het schroefhuis als pijp worden uitgevoerd de leidt tot een absolute bovengrens voor de waarde van sds maar in de praktijk blijkt een kleinere waarde al veel eerder kritisch te zijn Uit berekeningen van de transportcapaciteit Q als functie van de waarde sd s blijkt namelijk dat deze aanvankelijk toeneemt bij stijgende sd s maar vanaf een zekere waarde weer zal afnemen In fig2 is dit als voorbeeld aangegeven voor een bepaalde schroefstortgoed combinatie Deze trend geldt voor alle combinaties waarbij het actuele verloop wordt bepaald door de optredende wrijvingshoeken De invloed van de wrijvingshoek jwis te zien in fig3 waar de relatieve transportweg van het materiaal per schroefomwenteling Sbd s als functie van sds en jwis weergegeven Het vergroten van de waarde van s ds voorbij de maximumwaarde van de transportcapaciteit Q of van S b is contraproductief omdat de capaciteit dan dus af in plaats van toeneemt Hierdoor wordt niet alleen de toestroming vanuit de silo lokaal belemmerd maar kunnen ook problemen met ongewenste drukopbouw en grote schroefmomenten optreden In de praktijk kan als veilige maat van sds 75 procent van de theoretische waarde bij Qmaxworden aangehouden 3 Gevraagde uitdraagcapaciteit De uitdraagcapaciteit wordt bepaald door de sds aan het einde van de schroef dus net voor een eventuele chokesectie begint en het toerental n De waarde van n wordt meestal tussen 40 en 80 rpm gekozen Op basis hiervan en de gevraagde uitdraagcapaciteit kan nu de waarde van sds worden bepaald met de relatie Q en sds die op basis van de wrijvingswaarden kan worden opgesteld zoals bijvoorbeeld in fig2 Wanneer de waarde van sds aan het schroefeinde hoger zou uitkomen dan 75 procent van de waarde bij Qmax kan voor een wat hoger toerental enof grotere diameter worden gekozen 4 Optimalisatie van de schroef Wanneer de eindwaarde van sdseenmaal vast ligt kan voor de rest van de schroef de waarde van de spoed worden bepaald om een zo gelijkmatig mogelijke onttrekking van het materiaal van de as te laten afnemen Hierbij dient wel met een aantal zaken rekening te worden gehouden Die hebben alle te maken met de werking van een uitdraagschroef Die verschilt duidelijk van de werking van een normale horizontale transportschroef De laatste heeft een lage vullingsgraad en werkt als een duworgaan waarbij het stortgoed totaal niet roteert maar door het langs glijdende schroefblad horizontaal over de bodem van de trog of buis wordt getransporteerd Bij een uitdraagschroef is de vullingsgraad veel hoger en wordt het materiaal ten dele door wrijving met as en schroefblad meegenomen en afgeremd door de wrijving met het huis en de inwendige wrijving Door het achterblijven van de rotatie van het materiaal tov de schroef vindt dan transport plaats Het is te vergelijken met een moer op een roterende bout waarbij de moer wat wordt tegengehouden om geheel met de bout mee te draaien Hierdoor zal dus verplaatsing van de moer langs de bout optreden In het geval van de uittrekschroef zal de mate van transport dus afhangen van de optredende wrijvingen van het stortgoed met de schroef en het huis die weer worden bepaald door wrijvingscoefficient en schroefgeometrie Voor het ontwerp van een goed functionerende schroef zijn de vier volgende grootheden belangrijk 1Minimale waarde van de spoed In feite gaat het hier om de verhouding tussen spoed s en schroefdiameter d s sd s Wanneer deze waarde te klein wordt zal de wrijving van schroefblad en as met het materiaal zo groot zijn dat het materiaal nagenoeg met de schroef mee roteert en er geen transport zal optreden De exacte grenswaarde van sds is lastig exact te berekenen maar praktisch wordt meestal een waarde sds 025 als veilige ondergrens aangehouden 2 Maximale waarde van de spoed Uit een theoretische beschouwing van het schroefgedrag zie 2 kan worden afgeleid dat geen transport meer zal optreden wanneer de spoed zo groot wordt dat geldt 945 jw 90 0 Hierin is 945de flankhoek arctan spd s en jwde wrijvingshoek tussen schroef en buis met het stortgoed Dit uitstroomopening Hierbij is het wel noodzakelijk dat de schroef geometrisch goed is ontworpen Een schroef heeft namelijk de neiging om hoofdzakelijk materiaal aan de achterzijde van de sleufopening dus aan het begin van de schroef aan een silo te onttrekken Alleen de eerste schroefgangen worden gevuld en deze transporteren het materiaal onder de rest van de opening mee zonder dat verder aanvulling plaatsvindt Hierdoor treedt niet alleen in de silo geen massastroming meer op maar kan ook over een deel van de opening stabiele brug of gewelfvorming optreden met alle problemen vandien Er is een aantal constructieve aanpassingen mogelijk om de schroef wel materiaal over de gehele lengte van de opening te laten onttrekken Het idee is om er voor te zorgen dat in de transportrichting in de schroef voldoende ruimte ontstaat om overal nog materiaal te laten toestromen Fig 1 Dit bereiken we door de spoed enof de diameter van de schroef in de transportrichting trapsgewijs of continu te laten toenemen dan wel de diameter g dode zone A C D B Q sds 0 0 02 04 06 08 1 05 1 15 2 25 0 0 1 2 3 4 5 250 500 Positie onder opening mm Capaciteit kgomw 750 1000 1250 1500 100 889 889 889 889 889 889 100 100 200 200 300 300 Spoed mm As mm 112 2445 2445 2260 1820 1250 889 889 112 154 230 300 300 310 320 330 Spoed mm As mm Stapsgewijze spoed Verlopende as en spoed Ideaal Invloed spoedverloop Dit artikel is afkomstig uit Solids ProcessingBenelux wwwsolidsprocessingnl Vezor Media sds sbd s 05 025 125 0 1 075 15730 20730 25730 30730 2 1 0 3 966w Fig1 a Een slecht werkende schroef bij langwerpige openingen en mogelijkheden tot verbetering door b toenemende schroefdiameter c toenemende spoed d afnemende asdiameter Fig4 Voorbeeld van een schroefontwerp dat door optimale aanpassing van spoed en asdiameter het ideale transportverloop zo goed mogelijk benadert Ter vergelijking is ook een aanpassing met een stapsgewijs varierende spoed en constante asdiameter weergegeven Fig3 Invloed van de schroefwrijving jw op de stortgoedverplaatsing s b per omwenteling Bij een hogere waarde van jw is s b lager en wordt ook eerder het maximum bereikt Fig2 Voorbeeld van de invloed van de toename van de spoed s op de transportcapaciteit Q per omwenteling 57 blijven liggen wanneer niet wordt getrild Dan treedt ook geen feeding op hoewel soms toch een aparte afsluiter nodig blijkt Door de trillingen vindt niet alleen transport plaats maar wordt ook het stromingsgedrag van het materiaal verbeterd Dit type feeder is wat regelbaar in frequentie en amplitude maar het regelbereik is vrij klein Buiten dit gebied wordt de werking snel aangetastVerder is de materiaalstroom vooral bij de wat grotere diameters vrij groot Wanneer deze stroom teveel wordt geknepen loopt het onderste deel van de bodem vol en treedt alsnog stagnatie op De werking van de trilbodem wordt sterk beinvloed door de belasting vanuit het bovenliggende stortgoed Wanneer deze belasting te hoog wordt zal de trilling van de conus worden belemmerd Het is dan ook eigenlijk niet aan te raden om deze feeder rechtstreeks onder de cilinder te monteren In zon geval wordt zeker bij grotere diameters de belasting op de feeder te hoog voor een goede werking Beter is het om eerst een stukje vaste conus aan te brengen waardoor de verticale belasting sterk zal afnemen Dit heeft bovendien het voordeel dat met een kleinere trillende conus kan worden volstaan Ook hier geldt overigens dat in de vulsituatie zeker bij harde weinig elastische materialen de dan mogelijk optredende hoge feederbelasting moet worden voorkomenn Veel toegepaste feeders STROMEN naast elkaar toegepast om te grote diameters te voorkomen Een wat verdere verdieping in de hierboven aangegeven methoden van schroefontwerp kan in de literatuur 2 en 3 worden gevonden De bandfeeder De bandfeeder is in feite een normale meestal vlakke korte transportband Dit veel voorkomende type feeder is goed toepasbaar voor zowel vrijstromende als cohesieve breekbare elastische niet stuivende materiaalsoorten Het grote voordeel is dat de bandbelasting vrij eenvoudig is te meten zodat zowel volumetrisch als gravimetrisch kan worden gedoseerd Regeling van de massastroom vindt plaats via aanpassing van laagdikte enof bandsnelheid De bandfeeder kan zowel voor ronde en vierkante als voor langwerpige openingen worden gebruikt In het laatste geval zullen voor een goede werking weer enkele geometrische aanpassingen nodig zijn Ook een bandfeeder zal in het algemeen niet gelijkmatig materiaal over de volle lengte van de opening onttrekken Een gladde band met een grote openingshoogte aan de voorkant van de sleuf zal juist daar veel materiaal onttrekken Een ruwere band met een wat kleinere openingshoogte zal het materiaal meer aan de achterzijde onttrekken Ook de inwendige wrijving van het materiaal en eventuele geleidestrippen spelen hierbij een rol Voor een gelijkmatige onttrekking wordt er daarom meestal voor gezorgd dat er in de transportrichting meer ruimte voor het materiaal ontstaat zodat materiaaltoevoer mogelijk blijft Een van de beste oplossingen hiervoor is om zowel de breedte van de toevoersleuf als de afstand tussen de onderkant van de sleuf en de band in de transportrichting te laten toenemen De trilfeeder Deze zogenaamde trilgoot is een vrij robuust uitgevoerde feeder die voor vele materialen vrijstromend cohesief heet agressief en in veel omstandigheden stoffig vuil kan worden toegepast Dit genereert een redelijk constante regelbare materiaalstroom De regeling kan zowel via aanpassing van de frequentie als de amplitude plaatsvinden Dit type feeder wordt bij voorkeur voor ronde en vierkante openingen gebruikt en is maar in beperkte mate geschikt voor langwerpige openingen Het probleem daar is dat de trilfeeder het materiaal bij voorkeur aan de voorkant van de uitstroomopening onttrekt zie fig 5a Dit kan grotendeels worden voorkomen door de hopper aan de achterzijde zo steil mogelijk te maken en aan de voorzijde een niet zo steile helling te kiezen fig 5b eventueel door het aanbrengen van geleideplaten De beperking hierbij is dat de hellingen steil genoeg moeten blijven om massastroming te houden En bij cohesieve materialen dat de opening groot genoeg blijft om brugvorming te voorkomen De roterende sluis cellenradsluis De eveneens veel toegepaste roterende sluis wordt gebruikt bij ronde of vierkante openingen voor het volumetrisch doseren van vrij stromende of licht cohesieve materialen Bij niet te grote afmetingen vindt meestal stroming over de gehele toevoeropening plaats bij wat grotere exemplaren kunnen problemen optreden Omdat de cellen al bij het begin van de inlaatopening worden gevuld kan een eenzijdige stroming en opbouw van een dode zone ontstaan zie fig 6a Dit kan voorkomen worden door het installeren van een geleideplaat boven de inlaat van de sluis fig 6b Ook toepassing van meer en kleinere cellen en een hogere draaisnelheid zodat de cellen wat minder snel vol zijn kunnen de toevoer wat regelmatiger maken Door variatie van de draaisnelheid van de sluis kan de geleverde volumestroom binnen zekere grenzen worden geregeld De roterende sluis wordt vaak toegepast voor het voeden van pneumatische transportinstallaties Samen met de boven de sluis staande materiaalkolom vormt deze een redelijke afdichting tussen silo en de hogere druk in het pneumatische systeem Wel zal er altijd een zekere hoeveelheid leklucht optreden Ten eerste via de inhoud van de roterende kamers en ten tweede via rechtstreekse lek door de spleet tussen rotor en huis Door slimme constructies is dit lek klein te houden Bovendien is wat lekken van lucht niet altijd ongunstig omdat dit soms het materiaal onderin de conus enigszins fluidiseert zodat de toestroming wordt bevorderd Leklucht kan echter ook zorgen voor ondersteuning van een tijdelijke brug zodat stagnatie of een onregelmatige stroming kan optreden De trillende conus of bin activator De trillende conus of bin activator is eigenlijk zowel een flowpromotor als een feeder Hierbij wordt aan het onderste deel van de vaste conus of soms rechtstreeks onder de cilinder een aan te trillen extra conus flexibel aangebracht zie fig 7 De conus kan worden aangetrild door een of meer magnetische trillers of onbalansmotoren Binnen de conus is meestal een meetrillende kegel of schotel baffleplate aangebracht Het materiaal stroomt tijdens het trillen door de spleet rond de baffleplate en zal op de plaat Solids Processing Nr 6 december 2010 56 A B Literatuur 1 Silos Fundamentals of theory behaviour and design Ed By CJBrown and JNielsen 1998 E FN Spon ISBN 0419215808 2 A method to optimize screw feeder geometry for equable drawdown performance GHaaker cs Powder Handling Processing Vol6 nr 2 AprilJune 1994 3 Ontwerp uitdraagschroef variabele spoed variabele kerndiameter P van der Kooi 1998 Na te lezen op wwwbulksolidsnl leesmap Solids ProcessingBenelux wwwsolidsprocessingnl Vezor Media baffle plate triller flexibele verbinding dode zone Fig7 Trillende conus bin activator met meetrillende baffleplate flexibel afgehangen aan de siloconus Fig5 a Niet optimaal werkende trilfeeder bij langwerpige opening te verbeteren door b de toeloop aan de voorzijde te vertragen door een minder steile afremmende helling Fig6 Het vermijden van dode zones bij een roterende sluis door het aanbrengen van een geleideplaat
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverterenInloggen controlpanel