Design dell'alimentatore a coclea per il dosaggio di materiali sfusi

20 febbraio 2018

I dosatori a coclea vengono utilizzati in migliaia di applicazioni di movimentazione dei materiali e progettati per dosare materiali sfusi a una velocità di alimentazione controllata. Un trasportatore a coclea standard viene normalmente alimentato da un altro trasportatore e la quantità di materiale scaricato è direttamente proporzionale alla quantità introdotta in ingresso. Al contrario, l'ingresso di una coclea è sempre carico al 100% o pieno e generalmente è montato direttamente su un dispositivo di stoccaggio come una tramoggia, un contenitore o un silo. La quantità di materiale scaricato da una coclea è completamente controllata dai parametri di progettazione.

Una tramoggia è tipicamente di forma quadrata o rettangolare con fondo inclinato e capacità di stoccaggio limitata. Un contenitore è molto simile a una tramoggia ma con una maggiore capacità di stoccaggio. Un silo è di forma cilindrica con fondo conico o a flusso di massa e grande capacità di stoccaggio.

Poiché l'ingresso della coclea è carico, la velocità di alimentazione o di scarico desiderata influenza direttamente il design della coclea. La velocità di scarico di una coclea può essere determinata con precisione mediante il controllo della velocità e il design del passo della vite. L'utilizzo di azionamenti a velocità variabile migliora la precisione di dosaggio e può fornire un'ampia gamma di velocità di avanzamento. Anche il controllo del passo è una considerazione importante nella progettazione della coclea.

Design di base dell'alimentatore a vite Una vite è progettata per spostare materiali sfusi da un volo all'altro durante ogni rivoluzione. Pertanto, se la coclea è caricata al 100% e la capacità è la stessa per ogni elica, il nuovo materiale può essere introdotto solo nella prima elica sotto il dispositivo di stoccaggio, opposto allo scarico. Di conseguenza, non è consigliabile progettare coclee con diametro esterno uniforme e passo costante perché i materiali sfusi riempiranno prima la coclea dalla parte posteriore dell'apertura di ingresso, creando ratholing, materiale stagnante e possibili ponti di materiali sfusi sopra la coclea. La Figura 1 mostra la progettazione impropria di una coclea con diametro esterno uniforme e passo costante. Per aspirare i materiali sfusi in modo uniforme su tutta la lunghezza dell'ingresso, ogni volo deve aumentare il volume disponibile man mano che la coclea avanza verso lo scarico dell'alimentatore a coclea. Un sistema efficace ed efficiente richiede un design a passo variabile, diametro esterno conico (OD) o vite a flusso di massa. La Figura 2 mostra una coclea progettata correttamente.

Tipi di alimentatori a viteEsistono tre tipi fondamentali di alimentatori a vite:

Passo variabile o a gradini Il passo della vite varia da più corto a più lungo man mano che la vite avanza verso lo scarico della coclea. Con il passo variabile, ogni passo aumenta in lunghezza nella sezione di ingresso creando più volume disponibile per l'aggiunta di materiali sfusi dalla tramoggia. Con il passo a gradini, il passo di volo cambia in incrementi. Vedere la Figura 3. Ad esempio, una coclea a passo graduale può avere 2 piedi di passo 1/3, quindi 2 piedi di passo 2/3 nella sezione di ingresso.

Diametro esterno rastremato Il diametro esterno della coclea è rastremato dalla parte posteriore dell'apertura di ingresso alla copertura, creando più volume disponibile per l'aggiunta di materiali sfusi dalla tramoggia. Vedere la Figura 4.

Flusso di massaIl design del flusso di massa è stato sviluppato da Jenike & Johanson ed è una combinazione di passo variabile e diametro interno conico. Un cono rastremato è situato sul tubo centrale della vite dalla parte posteriore dell'apertura di ingresso fino a circa il centro dell'apertura di ingresso. I facchini a passo corto sono montati sul cono creando il volume disponibile per l'aggiunta di materiali sfusi dalla tramoggia. Alla coclea viene quindi aggiunto il passo variabile iniziando da dove termina il cono e proseguendo fino allo scarico. Vedere la Figura 5.

Gli alimentatori a vite sono disponibili in una varietà di dimensioni, lunghezze, configurazioni e materiali di costruzione. La maggior parte degli alimentatori a coclea sono lunghi meno di 20 piedi perché l'uso di cuscinetti interni non è raccomandato. Gli alimentatori a vite possono essere composti da una, due o praticamente qualsiasi numero di viti. Una coclea con più viti è considerata una coclea con fondo vivo. La Figura 6 mostra un alimentatore inferiore vivo a doppia vite.