Блог

Feb 19, 2024

Гравиметрические питатели: ахиллесова пята непрерывного производства

13 февраля 2018 г. · Гравиметрические питатели часто используются в непрерывных производственных процессах. Гравиметрический питатель использует систему управления, которая регулирует скорость питателя в зависимости от потери веса.

13 февраля 2018 г.

Гравиметрические дозаторы часто используются в непрерывных производственных процессах. Гравиметрический питатель использует систему управления, которая регулирует скорость питателя на основе измерений потери веса. Поскольку контроллер не может определить скорость разгрузки, когда его бункер заполняется новым материалом, обычно используются два бункера, расположенных последовательно. Нижний бункер часто асимметричен и имеет по крайней мере одну круто наклоненную стенку, чтобы уменьшить вероятность возникновения препятствий потоку. Такая геометрия часто приводит к сильно изменчивому распределению скоростей твердых частиц, что может усугубить сегрегацию. В некоторых бункерах используется мешалка, обеспечивающая наличие «живого дна» и отсутствия мертвых зон. Во время цикла наполнения последующий питатель работает в объемном режиме (т.е. с постоянной скоростью). Затем питатель работает в гравиметрическом режиме (т.е. его скорость контролируется путем измерения потери веса материала внутри бункера) после заполнения бункера, расположенного ниже по потоку. Схема гравиметрического питателя представлена ​​на рисунке 1.

Большинство порошков сжимаемы. Насыпная плотность порошка увеличивается с увеличением напряжения консолидации, быстро меняясь при низких напряжениях и менее резко при высоких напряжениях. Типичная кривая сжимаемости показана на рисунке 2, где объемная плотность изображена в зависимости от главного главного напряжения. Основным принципиальным напряжением является напряжение, которое будет измерено на плоскости, которая дает этому напряжению максимальное значение.

Из-за необычной геометрии бункера порошок будет оставаться в так называемом состоянии активного напряжения. В активном состоянии направление максимального напряжения направлено вниз. Если к порошку приложить дополнительное напряжение, например, если порцию порошка сбросить из верхнего бункера в нижний бункер, напряжение будет передано вертикально к порошку и, поскольку он сжимается, его объемная плотность увеличится. Питатель не сможет компенсировать изменение объемной плотности, поскольку во время цикла наполнения он находился в объемном режиме. Поскольку объемная плотность порошка увеличилась во время наполнения, скорость выгрузки во время цикла наполнения и начала цикла опорожнения может быть выше, чем раньше. Это проиллюстрировано на рисунке 3, где скорость выгрузки рассчитывается путем измерения привеса в контейнере, заполненном питателем.

Нажмите здесь, чтобы получить информацию о предстоящей Международной конференции/выставке по порошкам и сыпучим продуктам

Когда нижний бункер опорожняется, а питатель работает в гравиметрическом режиме, скорость выгрузки очень стабильна. Насыпная плотность порошка не обязательно постоянна, но система управления компенсирует это снижением скорости подачи, если плотность увеличивается, и наоборот. К сожалению, во время цикла заполнения удар свежего материала сжимает порошок в пятке содержимого бункера. Это означает, что по мере увеличения объемной плотности контроллер не регулирует скорость, поскольку находится в объемном режиме.

Существуют методы смягчения изменчивости. Например, свежий порошок можно добавлять чаще, чтобы уменьшить нагрузку во время цикла наполнения и сократить время, в течение которого питатель должен оставаться в объемном режиме. Кроме того, современные контроллеры более предсказуемы: они могут оценить более высокую объемную плотность, которая сопровождает этап заполнения, что позволяет оценить требуемую скорость питателя, когда питатель возвращается в гравиметрический режим.

Вариабельность также можно уменьшить, изменив сужающуюся часть нижнего бункера для массового расхода. Массовый поток возникает, когда стенки бункера достаточно крутые и имеют достаточно низкое трение, чтобы обеспечить поток вдоль них. При массовом потоке пассивное стрессовое состояние будет развиваться при выгрузке порошка из бункера, и это пассивное стрессовое состояние будет сохраняться во время пополнения. Порошок сжимается в поперечном направлении и расширяется вертикально, в результате чего основные главные напряжения действуют горизонтально, а не вертикально. Типичный профиль главных главных напряжений показан на рисунке 4.