La entrada de un tornillo alimentador siempre está cargada por inundación (100 por ciento). Un tornillo alimentador generalmente se monta directamente en una:
- Tolva : forma cuadrada o rectangular con fondo inclinado y capacidad de almacenamiento limitada
- Papelera : de forma cuadrada o rectangular con fondo inclinado y gran capacidad de almacenamiento
- Silo : forma cilíndrica con fondo de cono o flujo másico y gran capacidad de almacenamiento
Se deben considerar varios factores al diseñar un tornillo alimentador, que incluyen:
- Características de flujo del material a granel que se almacena y mide
- Densidad del material a granel en condiciones almacenadas y medidas
- Capacidad máxima y mínima o velocidad de avance del proceso
- Tamaño de material a granel con análisis de pantalla
- Ancho y largo de la abertura de entrada del tornillo alimentador
- Longitud total del tornillo alimentador
- Altura del material a granel en tolva, contenedor o silo
Con la entrada del tornillo alimentador inundada (100 por ciento), el diseño del tornillo en el área de entrada y la velocidad del tornillo determinan la capacidad deseada o la velocidad de alimentación.
La mayoría de los tornillos alimentadores tienen menos de 20 pies de largo porque no se recomienda el uso de cojinetes de suspensión internos. En la mayoría de las aplicaciones, un tornillo alimentador corto medirá un material a granel en un tornillo transportador para transferirlo al siguiente paso del proceso.
Tres tipos de tornillos alimentadores:
Paso variable o escalonado
El paso del tornillo varía de más corto a más largo a medida que el tornillo avanza hacia la descarga del tornillo alimentador. Con paso variable, cada paso aumenta en longitud en la sección de entrada creando más volumen disponible para la adición de materiales a granel desde la tolva. Con paso escalonado, el paso de tramo cambia en incrementos. Por ejemplo, un tornillo alimentador de paso escalonado puede tener 2 pies de paso 1/3, luego 2 pies de paso 2/3 en la sección de entrada.
Diámetro exterior cónico
El diámetro exterior del tornillo se estrecha desde la parte posterior de la abertura de entrada a la cubierta creando más volumen disponible para la adición de materiales a granel desde la tolva.
Flujo de masa
El diseño de flujo másico fue desarrollado por Jenike & Johanson y es una combinación de paso variable y diámetro interior cónico. Se encuentra un cono cónico en el tubo central del tornillo desde la parte posterior de la abertura de entrada hasta aproximadamente el centro de la abertura de entrada. Los tramos de paso corto se montan en el cono creando un volumen disponible para la adición de materiales a granel desde la tolva. El paso variable se agrega al tornillo comenzando donde termina el cono y continuando hasta la descarga.
Los tornillos alimentadores pueden estar compuestos por uno, dos o prácticamente cualquier número de tornillos. Un tornillo alimentador con múltiples tornillos se considera un tornillo alimentador con fondo vivo.
Flujo másico en una tolva
Diseño básico del tornillo alimentador:
No se recomienda diseñar tornillos alimentadores con diámetro exterior uniforme y paso constante porque los materiales a granel llenarán primero el tornillo desde la parte posterior de la abertura de entrada, creando un agujero de rata, material estancado y un posible puente de materiales a granel sobre el tornillo alimentador. Para trazar materiales a granel de manera uniforme en toda la longitud de la entrada, cada tramo debe aumentar en volumen disponible a medida que el tornillo avanza hacia la descarga del tornillo alimentador. Se requiere paso variable, diámetro exterior cónico (OD) o diseño de tornillo de flujo másico.
- La abertura de entrada coincide con la descarga del depósito o la tolva.
- La cubierta del alimentador evita la inundación de material.
- El tornillo alimentador de paso variable de flujo másico doble permite incluso extraer material.
- Canal de doble tornillo.
- Apertura de descarga.
- El eje sólido transmite el movimiento giratorio al reductor de engranajes.
- Cajas de engranajes independientes para accionar cada tornillo.
Cubierta del alimentador
Los tornillos alimentadores deben estar equipados con una cubierta para al menos 2 pasos más allá de la abertura de entrada para evitar la inundación del material a granel más allá de la entrada. La cubierta es una cubierta curvada que convierte un canal en U estándar, en una carcasa tubular para evitar que los materiales a granel se inunden más allá del tornillo. Se pueden utilizar cubiertas extendidas, carcasas tubulares o tramos de paso corto para un control preciso de la velocidad de alimentación al medir materiales a granel de flujo muy libre.
Capacidad y velocidad del tornillo alimentador
El paso del último tramo de tornillo que entra en la cubierta, determina la velocidad de alimentación del tornillo alimentador y se denomina Paso de control. El Paso de control suele ser menor que el paso completo. La capacidad del paso de control se calcula en pies cúbicos por hora por RPM. La velocidad del tornillo alimentador se puede determinar dividiendo la capacidad máxima del tornillo alimentador en pies cúbicos por hora por la capacidad del Paso de control en pies cúbicos por hora por RPM.
La mayoría de las velocidades del tornillo alimentador son más bajas que las velocidades estándares del tornillo transportador. Por ejemplo, en aplicaciones industriales pesadas, los tornillos alimentadores operan típicamente a velocidades inferiores a 20 RPM. Se genera más esfuerzo de torsión a velocidades de operación más bajas asegurando que el tornillo alimentador no se detenga al arrancar.
Requisitos de potencia del tornillo alimentador
Los requisitos de potencia y esfuerzo de torsión para un tornillo alimentador son mucho más altos que los de un tornillo transportador comparable. Un tornillo alimentador debe comenzar con una entrada cargada de inundación y el peso de la carga del material a granel en la sección de entrada. Los materiales a granel también tienden a empacarse bajo presión en una tolva, contenedor o silo. A medida que aumenta la densidad de material a granel, también lo hacen los requisitos de potencia y esfuerzo de torsión.
El Factor de material o Factor HP (MF) puede exceder 4.0 para algunos materiales a granel cuando está bajo presión y empaquetado. La potencia de arranque y el esfuerzo de torsión pueden ser fácilmente 2.5 veces las condiciones normales de operación. Consulte al Departamento de Ingeniería para obtener un diseño adecuado del tornillo alimentador.
Otros tipos de tornillos alimentadores:
Tornillo alimentador / transportador de diámetro múltiple
Los tornillos alimentadores / transportadores de diámetro múltiple consisten en un tornillo alimentador con un transportador de extensión. Un tornillo alimentador de menor diámetro se encuentra debajo de una tolva, un depósito o un silo y se carga por inundación. El tornillo alimentador mide el material a granel al transportador de extensión de mayor diámetro. Cuando el material a granel llega al transportador de extensión, la carga del canal disminuye y el material a granel se transporta a la descarga. Se permiten cojinetes de suspensión en el transportador de extensión siempre que la carga del canal sea inferior al 45 por ciento.
Tornillo Alimentador inferior vivo
Los tornillos alimentadores con fondo vivo están diseñados para su uso en grandes silos, contenedores y tolvas con grandes aberturas de descarga. El tornillo alimentador de fondo vivo utiliza múltiples tornillos de alimentador en tándem para crear un “fondo vivo” para evitar el puente. Los materiales a granel se miden y extraen por igual del ancho y largo completo de la abertura de entrada. Los tornillos alimentadores con fondo vivo se utilizan en materiales a granel que tienden a empaquetarse o puentearse fácilmente.
Al diseñar un tornillo alimentador, cada aplicación es única. Por este motivo, consulte al departamento de ingeniería para obtener recomendaciones adecuadas sobre sus necesidades particulares.
Tornillos alimentadores inclinado:
Los tornillos alimentadores inclinados miden y elevan materiales a granel desde tolvas, contenedores o silos y realizan la misma función que los tornillos alimentadores horizontales. Sin embargo, se requiere un cuidado especial al diseñar tornillos alimentadores inclinados.El conocimiento de las características de flujo de los materiales a granel es extremadamente importante para el diseño exitoso del tornillo alimentador inclinado. El ángulo de reposo y la fluidez de un material a granel determinarán el diseño del tornillo alimentador, y el ángulo máximo de inclinación. Se requieren pruebas de materiales a granel para todos los tornillos alimentadores inclinados, antes de que se pueda establecer un diseño adecuado. Se pueden enviar muestras de material a granel al departamento de ingeniería para pruebas de laboratorio y de campo.
Diseño básico del tornillo alimentador inclinado:
Los tornillos alimentadores inclinados deben estar diseñados para medir la capacidad o velocidad de alimentación deseada y elevar un material a granel a la altura deseada. Los tornillos alimentadores se vuelven menos eficientes cuando se inclinan más de 5 grados desde la posición horizontal. La pérdida de eficiencia se determina en función del grado de inclinación del tornillo alimentador y el ángulo de reposo y la capacidad de flujo del material a granel. El diámetro del tornillo alimentador inclinado se puede seleccionar una vez que se determina el factor de eficiencia de inclinación.Los tornillos alimentadores inclinados que utilizan canales en U, se usan típicamente en pendientes de hasta 15 grados y se recomiendan alojamientos tubulares para inclinaciones de más de 15 grados. La reducción del paso del tornillo aumenta el factor de eficiencia de inclinación, porque el paso más corto proporciona una mejor superficie de transporte, y los materiales a granel no retroceden en comparación con los tramos de paso completo. Los tramos de paso completo son los menos eficientes para medir y transportar materiales a granel en una pendiente.
Capacidad y velocidad del tornillo alimentador inclinado
Los tornillos alimentadores inclinados generalmente funcionan a velocidades más altas en comparación con los tornillos alimentadores horizontales porque se requiere velocidad adicional para elevar un material a granel y superar las fuerzas de gravedad, y el material a granel retrocede. La capacidad deseada se ajusta utilizando el factor de eficiencia de inclinación calculado a partir de la prueba del material a granel. Entonces se puede determinar la velocidad del tornillo alimentador inclinado.
Tornillo alimentador inclinado – Requisitos de potenciao
Los tornillos alimentadores inclinados requieren más potencia y esfuerzo de torsión en comparación con un tornillo alimentador horizontal. Se requieren caballos de fuerza y esfuerzo de torsión adicionales para elevar un material a granel y superar las fuerzas de gravedad y la caída del material a granel. Los materiales a granel pueden empaquetarse dentro de un tornillo alimentador inclinado, lo que genera más demanda en la unidad de accionamiento.
Longitud de entrada
La longitud de entrada en un tornillo alimentador inclinado debe mantenerse al mínimo para evitar que el material a granel caiga sobre la parte superior de los tramos en la sección de entrada. Típicamente, la longitud de la entrada no debe exceder 2 veces el diámetro del tornillo para un tornillo alimentador inclinado.
Cambios del tramo de paso
Los tornillos alimentadores inclinados generalmente están diseñados con múltiples cambios de tramo de paso. Se utilizan lanzamientos de tramo más cortos en la sección de entrada para controlar la capacidad o la velocidad de alimentación. Típicamente, el paso de tramo aumenta más allá de la entrada para reducir la carga del canal a menos del 100 por ciento. La eficiencia de transporte debe calcularse en la sección de paso de tramo más larga para garantizar que se cumpla la capacidad o la velocidad de alimentación deseadas. El diseño incorrecto de los pasos de tramo podría provocar que el tornillo alimentador inclinado se obstruya en la transición de tramo de paso más cortos a más largos.
Los tornillos alimentadores inclinados pueden ser una parte muy importante de su proceso. Consulte al departamento de ingeniería para el diseño adecuado del tornillo alimentador inclinado.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]