ARTICULOS DE CASOS
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La distancia más eficiente entre dos puntos
Por David R. Gill, Presidente de Flexicon CorporationCuando las características del material a granel, los parámetros de procesos o las restricciones de espacio exigen el uso de un transportador de tornillo flexible
La decisión del método único más eficiente para desplazar su material del punto A al punto B es cuestión de simple deducción: sólo correlacione las características de flujo de su material, los parámetros de procesos y las limitaciones de espacio con los elementos de rendimiento y las restricciones dimensionales de los transportadores en contención. Posteriormente, divida entre factores de compra, costos de mantenimiento, mano de obra y limpieza y voilà, su opción de transportador resulta evidente. (Figs. 1, 2)
Puesto que el rendimiento, el tamaño y el costo de los métodos de transporte varían ampliamente, sólo es necesario el conocimiento general de diferentes tipos de transportadores a fin de determinar cuál es el óptimo para usted, asumiendo que posee el conocimiento detallado de su aplicación.
Armado sólo con los principios fundamentales descritos a continuación, usted podrá entonces determinar si su aplicación se maneja de la manera más eficiente por parte de un transportador con tornillo flexible.
Principio de operación
En forma básica, un transportador de tornillo flexible se compone de un tornillo flexible de acero para muelles o acero inoxidable que se encierra en un tubo de plástico flexible o rígido o un tubo de acero rígido y propulsado por un motor eléctrico localizado normalmente en el extremo de descarga del transportador.
El extremo de admisión del tubo de transportador de tornillo flexible está equipado normalmente con un adaptador de carga, un canal en forma de U que conecta a la salida de una tolva o directamente a la salida del equipo de proceso, como pueden ser descargadores de supersacos, estaciones de volcado de sacos, molinos, trituradores, cribas, mezcladoras, reactores o recipientes de almacenamiento de cualquier clase (Fig. 3).
El tornillo flexible pasa a través de un canal adaptador de carga, exponiendo una sección del tornillo al material que fluye en el canal desde arriba. Cuando gira, la sección expuesta del tornillo alimenta el material dentro del tubo exterior, donde entonces se impulsa a través del tubo por la parte cerrada del tornillo.
Un fenómeno que resulta del ajuste holgado del tornillo flexible giratorio dentro del tubo llenado con material a granel, es que el tornillo se centra automáticamente por sí mismo dentro del tubo, lo cual ofrece un margen entre el tornillo y la pared del tubo. Esto brinda el espacio suficiente para que las partículas fluyan sin dañarse, dependiendo de la fragilidad y el tamaño de las partículas transportadas. (Fig. 4)
El tapón de limpieza desmontable cubre el extremo de admisión del tubo del transportador, lo cual permite el vaciado y la descarga rápidos del tubo, así como el desmontaje y el lavado de los componentes.
Puesto que el extremo de admisión del tornillo no requiere rodamientos y el extremo de descarga está acoplado al accionamiento motriz arriba o más allá del punto en el cual el material sale de la boca de descarga, el material no entra en contacto con los sellos o los rodamientos. Por lo tanto, el tornillo flexible es la única parte móvil que tiene contacto con el material. (Fig. 5)
Acoplamiento de los requisitos de la aplicación con los atributos del transportador
Un transportador de tornillo flexible es su opción más probable siempre que su lista de capacidades distintivas se acople estrechamente con sus requisitos o si una capacidad individual y exclusiva del tornillo flexible soluciona un problema individual esencial.
Compare sus necesidades con la siguiente lista de atributos de los transportadores de tornillo flexible:
Una parte móvil en contacto con el material
La única parte móvil que entra en contacto con el material en un transportador de tornillo flexible es el sólido tornillo flexible impulsado por un motor eléctrico. Este diseño simple no necesita filtros, separadores ciclónicos, rodamientos internos ni otras partes móviles encontradas en transportadores neumáticos, elevadores de cangilones, tornillos sinfín rígidos, cadenas de arrastre o transportadores aeromecánicos — partes que pueden sumar costos iniciales, exigir mantenimiento, desgastarse, generar contaminación y descomponerse.
Transporta materiales de flujo libre y de flujo difícil incluyendo mezclas
Un transportador de tornillo flexible puede transportar materiales a granel que varían entre grandes gránulos y submicras de polvos — tanto de flujo libre como de flujo difícil — incluyendo productos difíciles de manejar que se apiñan, incrustan, atascan, embarran, fluidizan o tapan. Los materiales van desde finos polvos como sílice pirógena, materiales compresibles como dióxido de titanio y materiales densos como metales en polvo, hasta materiales friables como fibra de vidrio, materiales que se fluidizan como negro de carbón y materiales compuestos de diversos tamaños de partículas hasta 25 mm (1 pulg) como nueces. La cuidadosa acción rodante por parte del tornillo evita la separación de productos mezclados, incluso aquellos compuestos de diversos tamaños de partículas y densidades, a todo lo largo del transportador. (Fig. 6)
Evita la contaminación
Un transportador de tornillo flexible puede estar cerrado por completo para evitar la contaminación de productos a granel y del entorno de la planta, al mismo tiempo que se conservan los niveles de temperatura y humedad de los materiales transportados. Todas las superficies interiores son lisas y pueden ser más fáciles de limpiar que los transportadores en los cuales el material entra en contacto con rodamientos internos, juntas, filtros u otros componentes internos. Además, las unidades pueden diseñarse y construirse conforme a los estándares industriales y sanitarios que abarcan aplicaciones químicas, farmacéuticas, alimentarias, lácteas, plásticas, pinturas, mineras, empaques y otras más.
Transporta en cualquier dirección
El transportador de tornillo flexible puede mover el material sólido en polvo y a granel de manera horizontal, vertical o en cualquier ángulo — sobre obstrucciones, debajo de las mismas o alrededor de ellas, por medio de orificios pequeños en techos o paredes, alrededor de obstrucciones, sobre distancias cortas o largas, a cualquier ubicación de plantas interiores o exteriores. Esto permite al usuario colocar extremos de admisión y descarga del transportador de acuerdo con la distribución preferida del sistema o con disposiciones complejas como en situaciones frecuentes de remodelaciones o actualizaciones.
Entre las aplicaciones típicas se incluye el transporte de materiales entre recipientes de almacenamiento, descargadores de supersacos, estaciones de volcado manual de sacos, estaciones de volcado de tambores, trituradoras, cribas, mezcladoras, reactores, equipos de empacado, máquinas de moldeado por inyección y extrusión y otros equipos de procesos. (Fig. 7)
Cuidado en el manejo de productos
Dependiendo de la fragilidad y el tamaño de las partículas, el transportador de tornillo flexible puede mover materiales con poco o ningún rompimiento o degradación. El espacio ofrecido entre el tornillo y la pared del tubo por el tornillo giratorio auto-centrable puede eliminar o reducir los daños de molido, trituración e impactos que ocurren con otros métodos de transporte.
Limpieza rápida y complete
Un transportador de tornillo flexible no presenta filtros o rodamientos internos que puedan atrapar partículas o que generan contaminación. La limpieza consiste en retirar el tapón de limpieza e invertir la rotación para evacuar cualquier material residual antes de lavar las superficies interiores lisas con aire, agua, vapor o alguna solución de limpieza. El tornillo y el tubo exterior también pueden desmontarse rápidamente para fines de lavado completo de los componentes individuales.
Alta confiabilidad, bajo mantenimiento
Un transportador de tornillo flexible no cuenta con rodamientos internos, filtros o separadores que se desgasten, rompan o exijan mantenimiento. El sólido tornillo flexible resistente a desgastes y fatigas es impulsado por un motor eléctrico. Dependiendo de los parámetros de las aplicaciones, un transportador de tornillo flexible puede arrancarse y detenerse repetidamente sin comprometer o dañar la unidad, incluso bajo una carga total.
Compra, instalación y operación económicas
La ausencia de rodamientos internos, engranes, filtros o cadenas — y compresores externos, sopladores y separadores — permite que la construcción y la operación de los transportadores de tornillo flexible sean menos costosos en comparación con los otros transportadores. La instalación de un transportador de tornillo flexible también es económica, puesto que los extremos de admisión y descarga se colocan donde se desee, sin enrutamiento exacto del transportador, lo cual reduce la necesidad de reconfigurar otros equipos de procesos de flujos ascendentes y descendentes.
Configuraciones móviles
Los transportadores de tornillo flexible pueden montarse sobre roldanas pivotantes en marcos con barras de soporte del transportador para efectos de movilidad dentro de la planta, lo cual evita el costo de múltiples unidades estacionarias. (Fig. 8)
Sistemas de múltiples puntos de descarga
Los transportadores de tornillo flexible orientados horizontalmente pueden alimentar múltiples máquinas de empaques, máquinas de moldeado y equipos de procesos de manera simultánea o individual. También transportan material a granel en distancias largas, alimentan múltiples puntos de descarga de manera selectiva o completan todos los puntos durante un ciclo temporizado por medio de válvulas de compuerta manuales o automáticas.
Dosificación volumétrica
Un transportador de tornillo flexible puede medir y transportar simultáneamente productos sólidos a granel, puesto que las unidades están equipadas con unidades de velocidades variables de CA o CD y tolvas con dispositivos de promoción de flujo para fines de dosificación continua de materiales de flujo libre y de flujo difícil.
Sistemas de procesamiento por lotes con pesaje y dosificación con pesaje
Los sistemas de procesamiento por lotes con "ganancia de peso" se componen de transportadores de tornillo flexible múltiples o individuales que descargan en una tolva central de pesaje u otros equipos de procesos equipados con celdas de carga. La información de ganancia de peso se transmite a un controlador programable central, el cual, a su vez, controla cada transportador. La secuencia de lotes puede iniciarse por medio de un botón de arranque o por un cierre de contacto externo. Entonces, el controlador activa cada transportador, en secuencia, para que cargue cada ingrediente en la tolva de pesaje central, primero a velocidad máxima, después a velocidad de goteo antes de detener el transportador cuando se ha llegado al peso objetivo. (Fig. 9).
Después de que cada transportador ha depositado su ingrediente, todo el lote puede suministrarse automáticamente al equipo de procesos, recipientes de almacenamiento o líneas de empaque.
La flexibilidad del tubo del transportador permite que la tolva de pesaje se coloque directamente arriba de un mezclador o cualquier otro equipo de procesos.
Puesto que el sistema funciona tanto como dosificador por pesaje y como transportador, puede eliminar la necesidad de equipos separados.
Especificación de perfiles de tornillos redondos y tornillos planos
La superficie elevada redonda de los tornillos de alambre redondos imparte el material con fuerzas direccionales que lo impulsan a través del tubo y fuerzas radiales relativamente altas que crean un rodamiento eficiente entre el tornillo y la pared del tubo en todo lo largo del transportador. La superficie de rodamiento del material ocasiona que el tornillo se auto-centre dentro del tubo, lo que evita el contacto con la pared del tubo en toda su longitud, incluso cuando el conjunto de tornillo y tubo están curvados, asumiendo que se ha diseñado de manera correcta. (Fig. 10)
Estos tornillos están fabricados de acero para muelles o acero inoxidable cuyo perfil es cuadrado o rectangular. Las superficies planas de rodamiento imparten mayor fuerza direccional y menor fuerza radial (y compresión del material) en comparación con los tornillos de alambre redondo. En consecuencia, los tornillos de alambre plano se emplean con frecuencia para transportar productos que tienden a comprimirse, así como materiales frágiles, materiales de baja masa y aquellos compuestos de tamaños de partículas más finas. (Fig. 11)
Cómo evitar las limitaciones del transportador
Puesto que cada modo de transporte también posee limitaciones inherentes, antes de considerar un transportador de tornillo flexible cada una de ellas debe identificarse y determinarse su mayor o menor importancia de acuerdo con los atributos correspondientes, a fin de que sea la alternativa más adecuada para su aplicación.
Evacuación del material
Los transportadores de tornillo flexible, al igual que otros transportadores mecánicos, generalmente no evacúan por completo el material cuando operan en una dirección de avance. Sin embargo, puede desmontarse el tapón de limpieza y revertirse la rotación del tornillo a fin de evacuar completamente el material residual para fines de limpieza o cambio de material.
Cuidado en el manejo de productos
Aunque los transportadores de tornillo flexible pueden tener menos efectos perjudiciales sobre los materiales que los métodos que tienden a moler, comprimir o impactar productos a granel, no todos los materiales pueden transportarse sin daños. Por ejemplo, un porcentaje de hojuelas grandes y quebradizas o partículas grandes y suaves puede romperse en un transportador de tornillo flexible. en particular en largos recorridos o en inclinaciones pronunciadas. Sin embargo, la ingeniería adecuada de un transportador de tornillo flexible elimina o reduce estos efectos.
Requisitos de capacidad
Los transportadores de tornillo flexible se utilizan actualmente en aplicaciones que poseen requisitos de capacidades menores a de 50 toneladas por hora (por trasportador), lo cual explica el motivo por el cual no se emplean frecuentemente para descargar barcos o vagones.
Conclusión
Si las características de un transportador de tornillo flexible se alinean perfectamente con las características de su material y los parámetros de procesos, su próximo paso es entregar muestras del material y detalles de la aplicación a un ingeniero de aplicaciones de transportadores de tornillo flexible, quien podrá sugerirle el sistema óptimo de integración con su proceso nuevo o existente en la forma de planos detallados en CAD, especificaciones y capacidades de rendimiento garantizadas. En caso de que su aplicación exija capacidades que excedan las descritas anteriormente, un conocimiento fundamental de otros modos pertinentes de transporte le permitirá determinar el método con el menor número de inconvenientes o el que solucione mejor sus problemas de aplicación más críticos.
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(Fig. 1)
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(Fig. 2)
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(Fig. 3) Canal en forma de U que conecta a la salida de una tolva o directamente a la salida del equipo de procesos
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(Fig. 4)
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(Fig. 5)
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(Fig. 6)
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(Fig. 7)
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(Fig. 8)
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(Fig. 9)
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(Fig. 10)
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(Fig. 11)
P-0673