Considérations de conception pour un doseur à vis volumétrique efficace

Tom Picone, directeur du développement commercial, Vibra Screw Inc. | 07 juillet 2023

Un doseur à vis volumétrique est un élément crucial dans de nombreuses industries où une alimentation précise et cohérente de matériaux secs en vrac est requise. Il est essentiel d'obtenir une conception optimale pour un doseur (à vis volumétrique) afin de garantir un flux de matière précis et fiable dans le processus. Cet article abordera diverses considérations et directives de conception pour développer un doseur à vis volumétrique efficace qui répond aux exigences d'application spécifiques. De la géométrie des vis à la conception des trémies et aux systèmes de contrôle, chaque aspect joue un rôle essentiel pour obtenir une alimentation volumétrique précise.

La géométrie de la vis est un aspect fondamental de la conception d’un doseur à vis volumétrique. Une vis avec un pas et un diamètre constants sur toute sa longueur assure un flux constant de matériau. En utilisant une seule vis d'alimentation à pas variable, les concepteurs peuvent optimiser le processus d'alimentation. Cette configuration permet de contrôler le débit de matière en ajustant le pas sur la longueur de la vis. Le choix de la variation de pas appropriée dépend des caractéristiques d'écoulement du matériau et du débit d'alimentation souhaité. Il est crucial de prendre en compte des facteurs tels que la cohésion du matériau, l'angle de repos et le potentiel d'inondation ou de rinçage lors de la détermination de la géométrie optimale des vis.

La longueur et le diamètre de la vis d'alimentation sont des facteurs importants pour obtenir une alimentation volumétrique précise. La longueur de la vis par rapport à l'auge du doseur affecte le temps de séjour du matériau à l'intérieur du doseur, ce qui peut avoir un impact sur la précision de l'alimentation. Une vis plus longue donne plus de temps au matériau à transporter, ce qui améliore la précision. Un minimum de trois vols dans le creux produit les meilleurs résultats. Le diamètre de la vis doit être choisi en fonction du débit d'alimentation requis par le processus et des caractéristiques du matériau afin d'éviter une surcharge ou une sous-alimentation de l'alimentation. Des vis surdimensionnées ou sous-dimensionnées peuvent entraîner un débit irrégulier (pulsation lorsque les vis tournent à la décharge) et des vis sous-dimensionnées ne permettent tout simplement pas d'atteindre le débit d'alimentation requis. Une prise en compte appropriée de la longueur et du diamètre de la vis d'alimentation garantit que le doseur à vis volumétrique peut gérer le débit de matériau requis tout en conservant la précision.

Conception de base de la vis d'alimentation

La configuration des vols de la vis fait référence à la forme et à la disposition des vols sur sa longueur. Différentes configurations de vol, telles que des vols à pas complet, à pas court, coniques ou coupés, peuvent être utilisées pour contrôler la vitesse d'avance et améliorer la précision. Par exemple, les vols à pas complet offrent une capacité volumétrique plus élevée, tandis que les vols à pas court offrent un meilleur contrôle sur le débit d'alimentation. Les volées coniques peuvent aider à la compression du matériau et au contrôle du flux, tandis que les volées coupées peuvent minimiser le reflux du matériau. La sélection de la configuration de vol appropriée dépend des caractéristiques spécifiques du matériau, de la vitesse d'alimentation requise et de la précision d'alimentation souhaitée. Une bonne compréhension de ces facteurs permet aux concepteurs d'optimiser le processus d'alimentation volumétrique.

Différents types de vis d'alimentation

La vitesse de rotation de la vis influence directement la vitesse d'alimentation du doseur à vis volumétrique. Il est crucial de sélectionner une vitesse appropriée en fonction des caractéristiques d'écoulement du matériau et du débit d'alimentation souhaité. Différents matériaux ont des propriétés de cohésion, un angle de repos et des tendances à l'inondation ou au rinçage variables, qui doivent être pris en compte. Notez que la vitesse de la vis et le débit de sortie ne sont généralement pas linéaires (c'est-à-dire que lorsque la vitesse de la vis augmente, le débit augmente proportionnellement sur toute la plage de vitesse de la vis). En fonction des caractéristiques de manipulation du matériau alimenté, à mesure que la vitesse de la vis augmente au-delà de 100 tr/min (sur un alimentateur à vis unique), le débit de sortie diminue. Les matériaux présentant des densités apparentes, des tailles de particules ou des caractéristiques d'écoulement variables peuvent présenter un comportement non linéaire.

Une compréhension complète du comportement du matériau est nécessaire pour déterminer la vitesse de vis optimale qui empêche le compactage, la ségrégation ou l'écoulement irrégulier du matériau. Des tests et des expérimentations peuvent être nécessaires pour affiner la vitesse de rotation afin d'obtenir des performances optimales.