Вибратор для упаковки полиэлектролита

Каким образом промышленные многоэлектролитные вибрационные или воздуходувные устройства решают проблемы с потоком материалов?

Иногда сыпучий материал не течет. Вы когда-нибудь замечали, как трудно достать кетчуп из стеклянной бутылки, даже если держать ее перевернутой? Вы когда-нибудь видели самосвал, который оставался полным перевозимого продукта, даже после того, как контейнер был поднят в совершенно пустое положение? Это примеры проблем с материальными потоками. На протяжении десятилетий промышленные многоэлектролитные вибраторы и воздуходувки помогали восстанавливать потоки сыпучих материалов. Давайте объясним, как использование вибрации или резких выбросов воздуха решает проблемы с потоком материала. (Примечание: термины «сыпучее вещество», «насыпной материал» и «сыпучий материал» используются взаимозаменяемо. Все они обозначают одно и то же — тип взвешенных частиц.)

Что такое сыпучее вещество (сыпучее вещество)?

Насыпной груз — это любой нежидкий или сыпучий материал, который обычно перевозится насыпью в неупакованном виде. К крупногабаритным твердым материалам обычно относятся:

хранится в бункерах, силосах или ковшах
Их перевозят в железнодорожных вагонах, саморазгружающихся судах, мешках или грузовиках.

Примерами распространенных сыпучих материалов являются:

Каолиновая глина — используется в керамике, помогает укрепить и отбелить бумагу , а также используется в качестве наполнителя в резиновых шинах. Поставляется по всему миру в виде порошка.
Боксит — минерал, из которого производят алюминий. Его измельчают, промывают, превращают в порошок и отправляют на нефтеперерабатывающие заводы. Его смешивают с глиной для изготовления кирпичей, а производители масел используют его для удаления запахов и цвета из масел.
Сталь. Для производства стали требуется много сырья. Например, сталелитейному заводу нужна железная руда из Западной Вирджинии, марганец из Бразилии, мазут из Техаса, железный лом из Оклахомы, магнетит из штата Вашингтон, доломит из Орегона и ферросилиций из Нью-Йорка. Эти сыпучие материалы обычно перевозятся в железнодорожных вагонах.
песок или гравий
цемент
сера
лимон
древесная щепа или опилки
уголь
блоха
Таконит
Зола — мокрая или сухая
гордость
Рис — очищенный
Мыло — куски, порошок, хлопья
зерно или корм
Гранулированные или гранулированные материалы для производства
известняк
соль, мука, сахар или другие виды пищи
солнечная соль
и еще тысячи

Хранение сыпучих материалов

Сыпучие материалы хранятся в ковшах, бункерах, силосах и других складских емкостях. Эти накопительные устройства обычно рассчитаны на слив воды под действием силы тяжести. Желоба или разгрузочные зоны в типичных хранилищах насыпных грузов имеют гладкие внутренние поверхности с наклонными стенками, что позволяет хранимому материалу достигать самого низкого уровня и выгружаться через разгрузочное отверстие. Однако иногда даже гравитации нужна небольшая помощь.

Почему объемные твердые тела испытывают трудности с текучестью?

На поток сыпучих материалов может влиять сочетание следующих факторов:

Дизайн воронки
Влага в материале вызывает прилипание или адгезию.
Головное или боковое давление, которое прессует материал
Трение между материалом и стенками бункера
Неправильная загрузка — материал сваливается поверх существующего материала, что приводит к возникновению напряжений.
изменение плотности материалов

Распространенные проблемы с потоком часто классифицируются следующим образом:

Решение проблем массового расхода ~ Как работают электрополимерные балочные вибраторы

Промышленные вибрационные устройства являются наиболее распространенным и эффективным методом решения проблем с потоком материалов и восстановления потока материалов. Электрический вибратор для полимерных паковок предназначен для встряхивания материалов внутри емкости для хранения (ведра, бункера и т.п.), а не для сильного встряхивания бункера. Правильно выбранный и правильно установленный электрополимерный вибратор восстановит поток и не повредит резервуар (большой и неподходящий промышленный вибратор может повредить конструкцию). При вибрации материал отходит от стенки бункера, что снижает трение между материалом и стенкой. Это позволяет гравитации тянуть материал вниз, восстанавливая текучесть.

Существует два основных типа промышленного вибрационного оборудования, классифицируемых в зависимости от типа создаваемой им силы вибрации. Их вибрационные прочностные и частотные характеристики существенно отличаются друг от друга, и они используются для разных целей.

Два основных типа промышленных вибрационных устройств для электрополимерных балок:

линейные вибраторы
Вращающиеся вибраторы

Линейные вибраторы часто называют поршневыми электрополимерными балочными вибраторами, поскольку они используют возвратно-поступательный поршень для создания эффекта изгиба стенки контейнера. Это изгибающее действие ослабляет прилипший к стене материал, тем самым восстанавливая его текучесть.

Принципы линейной вибрации

Первым «линейным вибратором» был тяжелый молот. Электрополимерные линейные вибраторы создают ударное воздействие (ударную волну) на стенку ковша. Удар заставляет стенку ковша изгибаться вперед и назад, образуя так называемую «масляную банку». Линейное смещение стенки ковша разрыхляет сыпучий материал, уменьшает трение между материалом и стенкой ковша и позволяет материалу течь к стенке ковша. В некоторых случаях линейный вибратор должен создавать большое усилие для перемещения материала, что приводит к чрезмерному шуму и может привести к повреждению конструкции при неправильной установке. Примером этого является скважина на заводе по производству стирального порошка. На заводе очиститель перемещался по нескольким этажам по трубе диаметром около 5 футов (1,5 метра), но возникли проблемы с потоком из-за того, что он прилипал к стенкам трубы. Для решения проблемы залипания производитель установил на трубке поршневой вибратор с полиэлектролитным пакетом. Им пришлось постепенно увеличивать размер поршневого электрополимерного вибрационного блока, поскольку они не могли добиться надлежащей подачи продукта. В конечном итоге был установлен 4-дюймовый поршневой вибратор, но он вызвал еще больше проблем, повредив желоб и создав чрезмерный шум. Иногда для решения проблемы с потоком выбирается неподходящий тип промышленного вибратора, и если он не решает проблему, то решает ее. Более крупные вибрационные устройства не всегда означают лучшее.

Два основных типа полиэлектролитных линейных балочных (поршневых) вибрационных устройств:

Ударный поршень позволяет внутреннему поршню ударять по вибрационному основанию электрополимерного пакета, создавая максимальную силу и частоту.
Безударный поршень (с воздушной подушкой) использует воздушную подушку для уменьшения движения поршня, поэтому поршень меняет свое направление перед ударом о вибрационное основание электрополимерного пакета. Поэтому прессы с подушками работают тише, но производят меньше силы и частоты, чем прессы ударного типа.

Характеристики поршневых вибраторов:

Пневматические поршневые вибраторы потребляют меньше воздуха, чем пневматические ротационные вибраторы.
Создание необходимого возвратно-поступательного движения для вибрационных питателей и грохотов.
Электропневматические полимерные балочные вибрационные устройства работают лучше кувалд. Удар кувалдой по ведру создает внутри ковша отверстие, в котором материал зависает, что приводит к дальнейшим проблемам с текучестью. Использование промышленного полимерного электровибрационного устройства может предотвратить повреждения, вызванные тяжелыми молотками.
При неправильной установке изгиб может привести к структурным напряжениям.
Очень громко – вибрация ударного поршня может достигать 110 децибел и более.

Примеры линейных вибраторов:

Воздушно-поршневой вибратор с полиэлектролитным пакетом
электромагнитные вибраторы
тяжелый молот

Вращающиеся вибрационные устройства создают синусоидальную волну энергии, которая ведет себя совершенно иначе, чем линейная вибрация. Промышленные вибрационные устройства с вращающимися электрополимерными балками используют вращающийся несбалансированный груз для генерации этой энергетической волны. При правильной установке энергия передается через стенку бункера на материал внутри бункера. Когда синусоидальная волна энергии настраивается на естественную резонансную частоту материала, твердая масса начинает течь, как по волшебству!

Принципы вращательной вибрации

Вращающийся электрополимерный вибратор создает «вращательную» вибрацию с помощью несбалансированного вращающегося груза (подобно неправильно сбалансированной автомобильной шине). Груз не сбалансирован, поскольку его центр тяжести отличается от центра вращения. Несбалансированная или аномальная сила, вызывающая вибрацию, зависит от массы вращающегося груза. Неуравновешенная сила определяется расстоянием между центром тяжести и центром вращения и выражается в дюймах-фунтах (кг-мм). Например, говорят, что на груз весом в один фунт, центр тяжести которого расположен на расстоянии одного дюйма от центра вращения, действует неуравновешенная сила в один дюйм-фунт.

Частота — это число полных оборотов, которые совершает вращающийся груз во вращающемся полимерном электрожгутовом вибраторе за определенный период времени. Частота в нашей отрасли выражается в «оборотах в минуту» (об/мин). Центробежная сила, выраженная в фунтах-силах, относится к силе, создаваемой вращающимся грузом, смещенным относительно центра. Чем больше несбалансированный груз и чем больше его скорость, тем больше создаваемая центробежная сила. Эта сила определяет амплитуду энергетической волны вращательных колебаний.

Уравнение Паунда для центробежной силы:

Дисбаланс (в фунтах) × 0,0000284 × об/мин² = фунт-сила центробежной силы

«Вращательная» вибрация — это синусоидальная волна энергии. Скорость вращения определяет частоту вибрации. Центробежная сила — это сила, создаваемая несбалансированным вращающимся грузом, и она представлена амплитудой (А) синусоиды. Эта сила, измеряемая в фунтах-силах, возникает из-за стремления вращающейся массы сойти со своей орбиты. Это применимо только к ротационным вибраторам (сила не такая же, как линейная сила, создаваемая в поршневых вибраторах).

Центробежная сила (ЦС) пропорциональна:

Вращающаяся масса вес
эксцентриситет (расстояние между центром масс и центром вращения)
квадрат скорости вращения (оборотов или об/мин)

Эффекты:

Удвоение веса = удвоение центробежной силы.
Удвоенное центростремительное расстояние = удвоенная центробежная сила
Удвоенная скорость (об/мин) = четырехкратная центробежная сила

Характеристики:

Вибрационный тип без удара оказывает незначительное воздействие на стенки контейнера.
Меньше шума — из-за отсутствия ударов и изгиба стенки ковша
Большая поверхность проникновения — при правильной установке вибрация может передаваться для более эффективной активации материала по сравнению с поршневыми вибраторами.
Направленный «управляемый» массовый поток.
Равномерно, первым пришел — первым ушел
Ограниченное разделение частиц – помогает контролировать качество таких продуктов, как почва для рассады и бетон.
Когда частота вибрации приближается к собственной частоте материала, требуется меньше силы для вибрации и перемещения материала – (принцип резонансной частоты)

Примеры электрополимерных вращающихся вибрационных устройств:

Вибратор с воздушным охлаждением на основе сферического полиэлектролитного пакета
пневматические цилиндрические вибраторы
Воздушная турбина полиэлектролитный пакетный вибратор
Вибраторы с воздушным двигателем
Вибратор, полиэлектролитный пакет, гидравлический двигатель
Полиэлектролитный ротационный вибратор

Что такое резонансная частота?

Молекулы любого типа материи вибрируют в ответ на приложенную энергию. Когда частота приложенной энергии совпадает с собственной частотой материала, импульс или амплитуда вибрации значительно увеличивается. Когда это происходит, говорят, что материал резонирует. Собственная или «резонансная» частота материала — это частота, на которой материал вибрирует легче всего (требует наименьшего количества энергии для возникновения вибрации). Фортепиано использует уникальную естественную частоту своих струн для создания прекрасной музыки. Например, когда нажимается клавиша пианино «до» средней октавы, мы слышим звук «до», потому что ударяется струна, «настроенная» на резонанс с частотой 256 колебаний в секунду. Все остальные струны также начинают вибрировать, но только средняя струна «до» вибрирует с достаточной амплитудой, чтобы ее было слышно. Это единственная струна, которая вибрирует на своей резонансной частоте.

Как и все материалы, сыпучие тела и конструкции имеют определенную резонансную частоту. Резонансная частота данного материала во многом зависит от массы и технических свойств этого материала. Резонансная частота стенки воронки отличается от частоты твердого тела внутри, поэтому частота энергии, которая заставляет воронку вибрировать сильнее всего, не является той же частотой, которая «возбуждает» твердое тело. Стенки воронки обычно резонируют на более низких частотах, тогда как твердые частицы массы резонируют на более высоких частотах.

Внедрение инженерных вибраций на практике

Применение вибрации может быть весьма полезным для создания объемного потока материалов. Вращательная вибрация вытесняет материал из стенки бункера, позволяя ему «скользить» через бункер. Это снижает трение между стенкой бункера и сыпучим материалом, позволяя гравитации выполнять остальную работу.

Центробежная сила заставляет материалы двигаться.
Уменьшает трение при перемещении материалов
Материалы легко перемещаются благодаря низкому трению и силе тяжести.

Электрополимерные вращающиеся вибраторы обычно работают с небольшой неуравновешенной силой на высоких оборотах, создавая высокочастотные/низкосиловые вибрации. Вибраторы с высокой неуравновешенной силой работают на более низкой скорости, создавая большую силу/вибрацию на более низкой частоте.

Когда к большому твердому телу прикладывается энергия на его резонансной частоте, небольшая сила может вызвать большое смещение материала (частота силы устанавливается равной собственной частоте материала). Если вибрации попадают в какую-либо точку на кривой резонансной частоты сыпучего материала, то возникнет ток. Нет необходимости знать «точную» резонансную частоту материала, и это трудно узнать, поскольку плотность материалов меняется в различных условиях. Есть несколько общих правил, которым следует следовать, и которые помогут вам решить проблемы с потоковой передачей . Если энергия применяется на частоте, отличной от резонансной частоты, для перемещения того же количества материала потребуется больше силы (частота силы не соответствует собственной частоте материала).

Вращательные вибрации можно «настроить» на максимальную эффективность. Измените частоту вибрации, регулируя скорость гидравлического двигателя, CFM пневматического двигателя или электрического вибратора для полимерных пакетов. Общее правило — изменять скорость (частота равна числу оборотов в минуту) в соответствии с условиями. Инвертор можно использовать для регулировки скорости вибратора электрополимерной упаковки. Многие из наших промышленных вибраторов также имеют регулируемые грузы, которые обеспечивают различные значения силы дисбаланса. Поскольку материал резонирует на своей собственной частоте, приближайтесь к этой частоте, регулируя обороты (скорость) до тех пор, пока материал не начнет течь. В целом, мелкозернистые материалы лучше реагируют на высокочастотные вибрации, тогда как более грубые и тяжелые материалы лучше реагируют на более высокие силы и более низкие частоты. Некоторые объемные твердые вещества, такие как солнечная соль, требуют высоких частот для возбуждения мелкодисперсного материала, но также требуют большой силы для перемещения массы, поскольку она очень влажная и тяжелая.

Общие рекомендации по сыпучим материалам ~ Рекомендации по скорости и силе

Емкостно-чувствительные материалы, как правило, представляют собой более тяжелые материалы, такие как уголь, камень и песок, и реагируют на более медленные волны энергии с более высокой амплитудой.
Частотно-чувствительные материалы , как правило, представляют собой мелкодисперсные материалы, такие как соль, цемент и мука, которые хорошо реагируют на более быстрые энергетические волны.
Материалы, которые не являются ни маленькими, ни большими, но достаточно легкими, такие как древесная щепа, лучше реагируют на более медленные волны энергии и обычно требуют большей силы для создания тока, даже если материал мало весит. Солнечная соль — еще одно необычное твердое вещество. Для этого требуется высокая частота, поскольку продукт состоит из мелких частиц, но также требуется и большое усилие, поскольку он тяжелый. Высокая выходная мощность приводит в движение массу солнечной соли и возбуждает частоту мелких частиц (соли). Наши турбинные и барабанные электрополимерные вибраторы обладают мощностью и частотой, необходимыми для решения подобных проблем с потоками.