Het hanteren van vrij stromende stortgoederen kan lastig zijn. U moet zorgen voor een gelijkmatige afvoer met behoud van de integriteit van kwetsbare, brokkelige, schurende of vezelachtige materialen. Coperion K-Tron heeft zorgvuldig een serie trilgoot feeders ontwikkeld die een hoge nauwkeurigheid bereiken via technologie waarvoor patent is aangevraagd.
Chemical Processing sprak met Urs Helfenstein, R & D mechanisch ingenieur, Coperion K-Tron, over wat de K3 V-series trilgoot feeders anders maakt dan andere feeder technologieën.
Q. Welke factoren beïnvloeden de selectie?
A. Met trilapparaten zijn er heel verschillende technologieën beschikbaar. Zo zijn er elektrische aandrijvingen, die veel lawaai maken. Er zijn pneumatische apparaten, maar perslucht is een dure krachtbron. Er zijn roterende massa`s om trillingen of oscillaties te creëren. In die gevallen zijn er bewegende delen, dus met (hoog) onderhoud als gevolg.
We gingen een nieuwe weg in en onderzochten hoe massa’s gebalanceerd worden. Schokdempers zijn essentieel als het gaat om tril-technologie, omdat je de vibratie van het apparaat moet scheiden van de omgeving of de structuur waar het is bevestigd.
Zonder dit zou alles trillen en veel lawaai maken en zou het systeem erg inefficiënt zijn. De meeste trilaandrijvingen gebruiken schokabsorberende elementen met veren of rubber. We ontdekten dat als het tril toestel op veren of op rubberen element zit, het toestel in alle richtingen kan bewegen. Dit heeft nadelen.
De oscillatie kan erg onvoorspelbaar zijn. Als je bijvoorbeeld één materiaal hebt, heb je een bepaald zwaartepunt. Maar bij een ander materiaal met een andere dichtheid kan het zwaartepunt veranderen en dat veroorzaakt problemen omdat het anders begint te oscilleren. Dit is de reden waarom sommige mensen denken dat vibratietechnologie niet zo betrouwbaar of voorspelbaar is.
Q. Hoe pakt K3-technologie dat aan?
A. We gebruiken pendels. Ze bewegen maar in één richting. En dat is de richting waarin we deze trillingen willen absorberen. Maar alle andere vrijheidsgraden zijn beperkt. We bereiken schokabsorptie, maar we beperken alle andere effecten.
Q. Wat zijn nog meer voordelen?
A. Een groot voordeel is de verbeterde nauwkeurigheid omdat we dezelfde beweging, en dus product snelheid, hebben voor de volledige lengte van de trilgoot. Met andere technologieën is de beweging, en dus de product snelheid, verschillend aan het begin van de trilgoot en aan het einde van de trilgoot.
Met onze technologie beweegt het materiaal recht zodat de product hoogte constant blijft over de volledige trilgoot lengte. Dit betekent dat de materiaalstroom veel beter beheersbaar is en veel sneller op veranderingen reageert. We hebben testen gedaan met verschillende materialen en met verschillende voedingssnelheden en bereikten gemiddeld een 35% betere nauwkeurigheid.
Een ander belangrijk voordeel is wegen. Als we minder trilling op de weegschaal hebben, hebben we door deze trilling minder fouten. En samen met deze adaptieve digitale filtertechnologie die we in de weegschaal hebben, zien we geen enkel effect van trillingen op de nauwkeurigheidsresultaten. Over het algemeen is het een vrij eenvoudig apparaat als het goed is ontworpen. Het toestel vereist zeer weinig onderhoud en is veel makkelijker schoon te maken als een schroeftransporteur.
Q. Zijn er aspecten die ondergewaardeerd worden?
A. Een ding dat niet erg duidelijk is, is de balans. We hebben een bovendeel waar de trilgoot is gemonteerd en er is een tegenbeweging. Dus als de een omhoog beweegt, gaat de ander omlaag en vice versa. En de zwaartepunten van deze twee massa`s oscilleren in tegengestelde richtingen. Als ze in lijn zijn met de beweging, kun je de trillingen naar de omgeving verminderen en veel schalen.
Q. Welke fouten worden er gemaakt bij het selecteren van trilgoten?
A. Het is geen universeel apparaat. Het is alleen geschikt voor goed lopend materiaal. Er is geen gedwongen materiaalbeweging zoals in een schroeftransporteur. Maar wanneer het mogelijk is om te doseren met de V-series, dan zijn de voordelen enorm.
Q. Zijn er speciale overwegingen bij het ontwerp?
A. Een punt waarmee u rekening moet houden, is dat we geen agitators binnenin hebben, dus het is gevoeliger voor blokkering. Om dit te verhelpen, hebben we een technologie genaamd ActiFlow ™, die trillingen gebruikt om bruggen in de trechter te breken. Veel mensen geven hier de voorkeur aan boven een mechanisch roerwerk, omdat u niets van binnen hoeft schoon te maken omdat de agitator zich al buiten de trechter bevindt.
Q. Hoe verschilt de K3 van andere alternatieven?
A. We hebben het gehad over de pendulum-schokdempertechnologie. Waar we het niet over gehad hebben, is het hygiënische ontwerp. We hebben een apparaat dat moet trillen. Gewoonlijk zijn er openingen om deze trillingen toe te staan. Maar voor hygiënische omgevingen probeer je hiaten te vermijden. We hebben een silicone afdichting ontworpen, die de hele tril drive bedekt.
Een andere is de controller zelf. Het is een gesloten regelkring. We meten de beweging 1.500 keer per seconde. En door de beweging te meten, kunnen we het excitatiesignaal van de spoel in realtime aanpassen. Anderen meten geen enkele trilling, ze verhogen of verlagen alleen het signaal. Wij meten de beweging en vergelijken deze met de excitatie en dan zien we of we in resonantie zijn, en sturen we onze vibratie in resonantiefrequentie.
De meeste apparaten op de markt vermijden resonantiefrequentie. Als je bijvoorbeeld aan het zwaaien bent en je beweegt op de juiste frequentie, bekom je met een kleine beweging een grote oscillatie. Dit betekent dat je in resonantie bent. Maar als je op een veel snellere frequentie beweegt, krijg je bijna geen oscillatie. Dit is wat de meeste apparaten op de markt doen.
We meten de stroom 25.000 keer per seconde en maken aanpassingen om een zuivere sinuscurve en een zeer vloeiende beweging te garanderen. Dit vermindert geluid en trillingen. Vergeleken met andere apparaten, die vrij eenvoudig zijn, is het erg gecompliceerd, maar het geeft ons veel controle en efficiëntie. Om u een voorbeeld te geven, hebben we het stroomverbruik gemeten bij een voedingssnelheid van 12.566 pond (5.700 kilogram) per uur. We gebruikten slechts 20 watt vermogen om die hoeveelheid te voeden.
Dat is een derde van een gloeilamp. Omdat we het in resonantie drijven, hebben we maar een klein beetje energie nodig om de trilgoot, met product, in beweging te houden.
Q. Wil je nog iets toevoegen?
A. We moeten praten over de weegtechnologie, een kerncompetentie van ons bedrijf. We bouwen onze eigen weegschalen en bedieningselementen. Als je meer kracht op de schaal uitoefent, wordt de trillende draad meer belast en neemt de resonantiefrequentie toe. Door deze resonantiefrequentie te meten, weten we hoeveel gewicht er op de weegschaal staat. We meten meer dan 100 keer per seconde.
We bereiken een hogere nauwkeurigheid omdat de weegschaal is aangepast aan de omgeving. We hebben een demo-video; die de ene schaal met het filter laat zien en de andere zonder, beide onderhevig aan trillingen. Op de ene zie je een onstabiel signaal en op de andere zie je een recht signaal.
Op de opstelling met filter zie je verandering in het gewichtssignaal (druppels die uit een vat vallen) en aan de andere opstelling (zonder filter) zie je niks omwille van de ruis veroorzaakt door de trilling.
Iets anders dat we niet hebben besproken, is de druk in het systeem. Drukschommelingen kunnen de weegnauwkeurigheid van een feeder systeem ernstig beïnvloeden. Dit leidt tot foutieve gewichtssignalen, waardoor een foutieve massastroom en een slechte feeder nauwkeurigheid ontstaat. Daarom hebben we de EPC ontwikkeld: elektronische druk-compensatie. We meten de druk op de uitlaat en in de trechter. En als de druk verandert, compenseren we deze fout op de schaal elektronisch.
Coperion K-Tron heeft meer als 100 patenten voor mechanische componenten en besturingstechnologieën voor onze feeder- en weegoplossingen. Deze ervaring stelt ons in staat onze producten en diensten af te stemmen op de behoeften van verschillende industrieën.
bezoek onze website
