Lossen en behandelen van grafietpoeder

Verwerkt poeder: grafiet

Emmervullijn

Projectdoelstelling: Onze klant, gevestigd in het zuiden van New Jersey, VS, is een fabrikant van lagers en polymeercoatings. Het productieproces omvat het mengen van grafietpoeder met harsen om het extrusieproces voor de vervaardiging van de lageronderdelen te voeden.
De huidige methode bestaat erin grafiet handmatig te verzamelen, te wegen en te doseren in emmers met hars. Het mengsel in de emmer wordt vervolgens handmatig door de operators gemengd om de juiste formulering te verkrijgen. Wegens de extreem lage dichtheid van grafietpoeder en de classificatie ervan als kankerverwekkend, wenst de klant de dosering van dit bulkmateriaal in de emmers te automatiseren en tegelijkertijd de blootstelling van de operator aan dit giftige poeder te vermijden.

Industriële oplossing geïmplementeerd: Onze poederdeskundigen hebben een kant-en-klaar systeem ontwikkeld dat handmatige hantering van grafietpoeder overbodig maakt en het vooraf doseert in emmers van 20 kg. De eerste stap was het vinden van een betere methode om de grondstof te leveren. Onze klant ontvangt het grafietpoeder in vaten van 200 kg. Dit poeder kan ook in grote zakken worden geleverd. Door over te schakelen van een stalen vat naar een big bag is de levering veel goedkoper en gemakkelijker te integreren in een geautomatiseerd systeem. Door de grotere capaciteit van een grote zak kan deze gedurende meerdere dagen in de poederbehoefte voorzien. Vervolgens moet het grafiet automatisch en nauwkeurig worden gewogen en gedoseerd om de emmers te vullen met behulp van een trillende verlies-in-gewicht-doseerder. Het vullen van de emmer gebeurt in een gesloten ruimte.
 

1. Afvoerstation voor big bags met Easyflow® EF2-handschoenenkast

Door de leveringsmethode te veranderen van vaten naar big bags van de grafietleverancier kan de bulkpoederverwerkingslijn nu meerdere dagen autonoom werken zonder dat het proces moet worden aangevuld.
Het project begon met de installatie van een Easyflow®2 big bag-leegstation. Wegens de giftige aard van grafiet moet bij dit industriële proces elke mogelijke blootstelling van de operators worden geëlimineerd. Deze ledigingseenheid omvat een loskast die toegankelijk is via een handschoenenkastje. Met behulp van geïntegreerde handschoenen kan de operator veilig door het glas reiken en de big bag-goot lossen zonder risico van blootstelling aan het product. De grote zak wordt met een elektrische takel op het station geladen.
In het losstation voor big bags is een toegangsplatform geïntegreerd voor snelle en gemakkelijke toegang tot de loskast voor bedieners en onderhoud. Een draaisluis regelt de grafietstroom van de big bag naar de verderop gelegen poederdoseerinstallatie.


2. Gewichtsverlies trilgoot

Tussen de roterende volstroominvoer en de poederdoseerinrichting wordt een flexibele verbindingsmof aangebracht. Deze flexibele verbindingen worden gebruikt wanneer wordt getracht het gewicht van de apparatuur te isoleren om de nauwkeurigheid van de dosering te vergroten. De verbindingsmof wordt dan bevestigd aan de inlaat van de trechter die de triltransporteur voedt. De buffertrechter heeft een capaciteit van 10 kg grafiet, wat overeenkomt met de bereiding van drie emmers grafiet. Op de buffertrechter is een hoog niveau sonde geplaatst om overvulling vanuit de big bag toevoer te voorkomen.
Trildoseerapparatuur is bijzonder geschikt voor brokkelige of schurende poeders en granulaten. Door de onmiddellijke reactie van de stroom op het starten en stoppen van de elektromagnetische aandrijving kunnen triltransporteurs een grotere doseernauwkeurigheid bieden dan andere soortgelijke apparatuur, zoals schroeftransporteurs. Onder de steunpoten van de triltransporteur zijn vier krachtopnemers geïnstalleerd voor een automatische gewichtsafname. Terwijl het poeder uit de buffertrechter stroomt, kan de PLC de poederaanvoer in- of uitschakelen, met een nauwkeurigheid van +/- 20 gram. Ook kan de trilgoot worden aangepast om de doseernauwkeurigheid of het debiet te verhogen of te verlagen. 

3. Automatisch vullen van de emmer Paldrum®03 | Stofinsluiting

Om de insluiting van de installatie te garanderen, bevindt alle apparatuur voor het vullen van de emmers zich in een behuizing. Deze stofkap isoleert de vulkop, de rollenbanen en de met grafiet gevulde emmers. Het omvat de volgende uitrusting:
- een mechanische rollenbaan (voor de toevoer van lege emmers)
- een grafietvulstation
- een handschoenenkastje om de emmers te verzegelen
- deuren bij de in- en uitlaatrollen om het station volledig in te sluiten en een snelle toevoer en afvoer van emmers mogelijk te maken.
- een zwaartekrachtrollenbaan bij de uitgang (voor het verwijderen van volle emmers)

De operator zet verschillende lege emmers klaar op de invoerband en één voor één worden de emmers in de vulkamer gebracht. De deur gaat open en laat één emmer tegelijk binnen, en sluit onmiddellijk zodra de emmer de kamer is gepasseerd. De machinist kan met een voetpedaal de volgende bak in de rij vooruit zetten. De sensoren vertellen de PLC ook waar de bak automatisch gepositioneerd moet worden.
De emmer wordt vervolgens onder de vulkop geplaatst, waar een pneumatische cilinder een telescopische buis met een insluitingsdeksel op de emmer laat zakken. De vulkop is via een flexibele huls verbonden met de uitgang van de trilgoot. Het bedieningspaneel geeft dan een signaal aan de trillende poederdoseerder om de juiste hoeveelheid grafietpoeder in de emmer te doseren. Zodra de juiste hoeveelheid is gedoseerd, wordt de emmer gevuld en trekt de telescoopbuis zich terug. Een trillende verdichtingstafel gaat vervolgens tussen de rollen omhoog en schudt de bak. Het product wordt ontlucht en verdicht. De triltafel verdwijnt onder de rollenbaan en de bak gaat naar het station waar het deksel wordt geplaatst. Een operator steekt zijn handen door een handschoenenkastje en pakt een deksel in de behuizing. Dan legt hij het op de emmer. Zodra het deksel is aangebracht, gaat de uitgangsdeur open en wordt de emmer overgebracht naar een zwaartekrachttransportband voor plaatsing op het harsmengstation.
 

4. Industriële ontstoffing

Een andere productiedoelstelling van de klant is de integratie van een onafhankelijke stofafzuiging in het geautomatiseerde poederafvulsysteem. De gehele installatie is aangesloten op het stoffilter om de bediener te beschermen tegen mogelijke stofemissies. Met het industriële ontstoffingssysteem kan ook het poeder dat tijdens de vulfase verloren is gegaan, worden teruggewonnen en opnieuw in het proces worden opgenomen. Het voordeel van dit onafhankelijke systeem is dat het grafiet dat door de stofzuiger verloren gaat, kan worden teruggewonnen.
Als de klant zijn bestaande centrale stofopvangsysteem gebruikt, zou het grafiet worden gemengd met andere polymeerpoeders, waardoor het grafiet zou worden verontreinigd. De industriële stofafscheider is gemaakt van gelakt staal en werkt met een ventilatiesnelheid van 1.000 m³/h. De filteroppervlakte van de patronen bedraagt tot 47 m² en het voor de werking benodigde vermogen varieert van 0,75 tot 11 kW. De filters zijn aangesloten op een omgekeerde pulserende straalreiniger die luchtstralen onder hoge druk uitzendt om de filters te reinigen van overmatige stofophoping. Een stalen vat van 200 kg is via een handbediende vlinderklep verbonden met de uitlaat van de trechter om het teruggewonnen poeder op te vangen. 
Alle contactvlakken van de apparatuur zijn van roestvrij staal 304 en de communicatie met de PLC verloopt via een ethernetverbinding van Allen Bradley.