ARTICULOS DE CASOS
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Los sistemas de transporte y volcado de sacos frenan el polvo del dióxido de titanio en la operación de mezclado de PVC
BREA, CA — Ameron International fabrica productos de recubrimiento protector de PVC para grandes tuberías de drenaje de concreto. El dióxido de titanio (TiO2) se pesa y mezcla con resina de PVC antes de la extrusión del compuesto a fin de imprimir resistencia UV y un color blanco translúcido.Con el proceso de mezcla anterior de la compañía resultaba difícil contener el polvo. El personal de la planta recortaba sacos abiertos de dióxido de titanio (TiO2), que posee una densidad aparente de 721 kg/m3 (45 lb/pies3) y paleaban el polvo en un cangilón sobre una báscula. Cuando se alcanzaba el peso neto del TiO2 de 2.7 kg (6 lb), se volcaba en un mezclador que contenía 137 kg (300 lb) de PVC (una concentración de 2%).
El manejo del polvo en un entorno abierto generaba empolvoramiento. "Si se abre un saco de dióxido de titanio y se vuelca, el polvo se torna volátil", explica James Gross, ingeniero de producto en la planta de Ameron.
Estuvo investigando sistemas cerrados, pero tuvo problemas en encontrar alguno capaz de manejar el polvo, que es cohesivo y comprimible, tiende a apiñarse, encostrarse, formar puentes y, de alguna manera, es de flujo difícil. "Se trata de un polvo que actúa casi como una pasta, así que es problemático moverlo", comenta Gross.
En definitiva, decidió adquirir un sistema de Flexicon Corporation que se compone de una estación de volcado de sacos con un transportador de tornillo flexible integral.
La estación de volcado de sacos recaba el polvo
Cerca de la estación de volcado de sacos, sobre una plataforma elevada, se encuentran apiladas bandejas con sacos de 11 kg (25 lb) de dióxido de titanio. La estación está equipada con un soporte de bandejas de sacos que llegan a la cintura y ofrece una superficie de trabajo a los operadores a fin de que puedan acomodar, limpiar y abrir los sacos antes del volcado.
La unidad de recolección de polvo de la estación de volcado de sacos está montada directamente en la tolva de piso de 0.16 m3 (5.5 pies3). El operador abre la tapa de la tolva, lo que activa un ventilador de aspiración de alta velocidad y vuelca el TiO2 a través de una criba que separa los objetos ajenos del sistema. El ventilador extrae el polvo volátil hacia dos cartuchos de filtro, cuya eficiencia de recolección está clasificada a 99.99% para materiales con un tamaño de partícula de 1 micra o más grande. Al mismo tiempo, un sistema automático de limpieza por filtro de impulso revertido emplea válvulas de solenoide activadas por cronómetros a fin de dirigir chorros pequeños de aire comprimido de la planta en los filtros de cartucho, ocasionando que el polvo acumulado en las superficies exteriores del filtro caiga en la tolva.
La tolva, que mide 762 mm (30 pulg) cuadrados x 1118 mm (44 pulg) de alto, posee una configuración de "flujo elevado" que ocasiona que el dióxido de titanio caiga y fluya hacia la pared posterior inclinada de la unidad, la cual evita que el polvo forme puentes entre las paredes laterales de la unidad. De manera adicional, se encuentra equipada con un vibrador neumático y un agitador que promueve el flujo hacia la entrada del transportador. "En el caso de la mayoría de los materiales, no se requiere ninguno de estos dispositivos, pero sí son necesarios para mover el dióxido de titanio", observa Gross.
El transportador de tornillo flexible mueve el material difícil
La tolva dirige el polvo al adaptador de admisión de un transportador de tornillo flexible de 7.6 m (25 pies) de largo y 67 mm (2.625 pulg) de diámetro inclinado a 45 grados. El transportador emplea un tornillo flexible de acero inoxidable con geometría especializada que Flexicon diseñó para manejar materiales con propiedades difíciles como el TiO2.
Un motor eléctrico de 2 hp (1.5 kw) en el extremo de descarga del transportador rota el tornillo, propulsando el dióxido de titanio a través del tubo de plástico y de la boca de descarga conectada a una boca de descarga de PVC reforzado con alambre de 1.2 m (4 pies) de largo y 152 mm (6 pulg) de diámetro. El polvo cae en un cangilón cerrado en una caja de contención de polvo que se encuentra sobre una báscula electrónica arriba del mezclador.
Cuando el mezclador requiere dióxido de titanio, un operador activa el transportador, así como el vibrador y el agitador en la tolva. El controlador detiene automáticamente el transportador cuando el peso del material en el cangilón llega a 2.5 kg (5.5 lb). En este punto, el polvo restante en la boca descendente gotea dentro del cangilón, alcanzando el peso final cercano a los 2.7 kg (6 lb) requeridos. "Logramos la precisión del peso por lote de aproximadamente ±0.01 kg (±0.02 lb), que es mucho más preciso que el viejo sistema", afirma Gross.
Los cálculos iniciales de Gross permitían hasta tres minutos para depositar el peso requerido de 2.7 kg (6 lb), debido a las características de flujo variable del dióxido de titanio, pero ahora la tarea se cumple en 30 o 45 segundos.
El proceso de transporte termina en la caja de contención de polvo
Puesto que un operador puede vaciar el cangilón lleno en el mezclador sin retirarlo de la caja de contención de polvo, el dióxido de titanio se contiene en todo el sistema.
"El sistema ha contenido eficientemente el polvo", informa Gross. Además de proteger a los trabajadores y mantener limpia el área circundante de la planta, el sistema reduce el desperdicio de material y elimina la necesidad de limpiar un sitio de recolección de polvo remoto.
Con respecto al mantenimiento, Gross limpia el equipo cada tres o cuatro meses al mes, añade que "se trata básicamente de un equipo que no requiere de mantenimiento".
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Los sacos de 11 kg (25 lb) de dióxido de titanio, material polvoso, se vacían manualmente en la estación de volcado de sacos, que incluye la recolección de polvo y una bandeja de soporte para abrir los sacos.
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La bandeja de soporte de la estación de volcado de sacos ofrece una superficie de trabajo para abrir los sacos antes del volcado. Un ventilador de aspiración extrae el polvo en cartuchos de filtro, mientras que un vibrador neumático y un agitador promueven el flujo del polvo difícil de desplazar hacia la entrada en la parte inferior del transportador de tornillo flexible.
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Un transportador de tornillo flexible de 7.6 m (25 pies) de largo desplaza el dióxido de titanio al mezclador en el entrepiso. El transportador emplea un tornillo flexible con geometría especializada para mover el material de flujo difícil.
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El dióxido de titanio viaja desde la boca de descarga del transportador a lo largo de 1.2 m (4 pies) antes de entrar al mezclador. El controlador alcanza una precisión en el peso por lote de ±0.01 kg (±0.02 lb).
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El producto de recubrimiento protector de PVC de Ameron International contiene dióxido de titanio para imprimir resistencia a UV y un color blanco translúcido.
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