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Feb 19, 2024

중량 측정 피더: 연속 제조의 아킬레스건

2018년 2월 13일 중량 측정 피더는 연속 제조 공정에서 자주 사용됩니다. 중량 측정 피더는 중량 손실에 따라 피더의 속도를 조정하는 제어 시스템을 사용합니다.

2018년 2월 13일

중량 측정 피더는 연속 제조 공정에서 자주 사용됩니다. 중량 측정 피더는 중량 손실 측정을 기반으로 피더의 속도를 조정하는 제어 시스템을 사용합니다. 호퍼가 새로운 재료로 채워지면 컨트롤러가 배출 속도를 식별할 수 없기 때문에 일반적으로 직렬로 배열된 두 개의 호퍼가 사용됩니다. 하부 호퍼는 흐름 방해 가능성을 줄이기 위해 적어도 하나의 급경사 벽으로 비대칭인 경우가 많습니다. 이러한 기하학적 구조는 종종 매우 가변적인 고체 속도 분포를 초래하여 분리를 악화시킬 수 있습니다. 일부 호퍼에서는 "활성 바닥"이 있고 데드존이 없는지 확인하기 위해 교반기를 사용합니다. 충전 사이클 동안 하류 공급 장치는 체적 모드(즉, 일정한 속도)로 작동됩니다. 그런 다음 피더는 하류 호퍼가 채워진 후 중량 측정 모드(즉, 호퍼 내부의 재료 중량 손실을 측정하여 속도가 제어됨)로 작동합니다. 중량 측정 공급 장치의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다.

대부분의 분말은 압축 가능합니다. 분말의 부피 밀도는 압밀 응력이 증가함에 따라 증가하며, 낮은 응력에서는 급격하게 변하고 높은 응력에서는 덜 극적으로 변합니다. 일반적인 압축성 곡선은 그림 2에 나와 있으며, 여기서 벌크 밀도는 주요 원리 응력에 대해 표시됩니다. 주요 원리 응력은 응력에 최대값을 부여하는 평면에서 측정되는 응력입니다.

호퍼의 이상한 기하학적 구조로 인해 분말은 활성 응력 상태로 유지됩니다. 활성 상태에 있을 때 최대 응력의 방향은 아래쪽입니다. 예를 들어, 분말 슬러그가 상부 호퍼에서 하부 호퍼로 떨어지는 경우와 같이 분말에 추가 응력이 가해지면 응력은 분말을 향해 수직으로 전달되고 압축 가능하므로 부피 밀도가 증가합니다. 피더는 충전 사이클 동안 체적 모드에 있었기 때문에 용적 밀도의 변화를 보상할 수 없습니다. 충전 중 분말의 부피 밀도가 증가했기 때문에 충전 사이클 및 비우기 사이클의 토출 속도가 이전보다 높아질 수 있습니다. 이는 그림 3에 나타나 있으며, 피더에 의해 채워진 용기의 중량 증가를 측정하여 배출율을 계산합니다.

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하부 호퍼가 비워지고 피더가 중량 측정 모드로 작동 중일 때 배출 속도는 매우 안정적입니다. 분말의 부피 밀도는 반드시 일정할 필요는 없지만 밀도가 증가하면 제어 시스템은 공급 장치 속도를 줄여 보상하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 불행하게도 충전 주기 동안 새로운 재료의 충격으로 인해 호퍼 내용물의 뒷부분에 있는 분말이 압축됩니다. 이는 용적 밀도가 증가함에 따라 컨트롤러가 체적 모드에 있기 때문에 속도를 조정하지 않음을 의미합니다.

변동성을 줄이는 방법이 있습니다. 예를 들어, 새로운 분말을 더 자주 추가할 수 있으므로 충전 사이클 동안 부하가 덜 전달되고 공급 장치가 체적 모드로 유지되어야 하는 시간이 단축됩니다. 또한 최신 컨트롤러는 더욱 예측 가능합니다. 충전 단계에 수반되는 더 높은 부피 밀도를 추정할 수 있으며, 이는 피더가 중량 측정 모드로 돌아갈 때 필요한 피더 속도의 추정치를 제공합니다.

질량 흐름을 위해 하부 호퍼의 수렴 섹션을 수정하여 가변성을 줄일 수도 있습니다. 호퍼 벽이 충분히 가파르고 마찰이 낮아서 흐름이 보장될 때 질량 흐름이 발생합니다. 질량 흐름의 경우, 분말이 용기에서 배출될 때 수동적 응력 상태가 발생하며, 이 수동적 응력 상태는 리필 중에도 유지됩니다. 분말은 측면으로 압축되고 수직으로 팽창하므로 결과적으로 주요 주응력이 수직이 아닌 수평으로 작용합니다. 일반적인 주요 원리 응력 프로파일이 그림 4에 나와 있습니다.