Gecontroleerde, continue dosering van hoogviskeuze media

Applicatie

Continue dosering van siliconen met een viscositeit van 10.000 – 500.000 mPas in een extruder waar het product gemengd wordt met polymeren. Pulsaties dienen vermeden te worden om de kwaliteit van het eindproduct te garanderen. 

Probleem

De klant gebruikte tot het moment dat Suurmond werd gecontacteerd een pulserende pomp, met een beperking qua viscositeit. De kwaliteit van het eindproduct werd grotendeels beïnvloed door de pulsaties van de flow. Omdat de klant geen alternatieve (en betere) oplossingen kende, werd dit als een feit geaccepteerd: er is geen andere manier om dit product te doseren. 

Belangrijker: de klant kende geen enkele manier om de flow van deze hoogviskeuze vloeistoffen te meten, waardoor de dosering erg grof was. Dosering van de flow met een exacte nauwkeurigheid binnen 1% was daardoor onmogelijk.

Uitdagingen

• Ontwerp een compacte en eenvoudig te installeren doseereenheid
• Inclusief een tank, pomp, debietmeter en controlesysteem
• Eenvoudig aan te sluiten op één van de poorten van de extruder
• Mobiel; snel te plaatsen en weg te halen
• De unit moet producten met een grote verscheidenheid aan viscositeiten
  kunnen doseren en verpompen
• Beperking: NPSH

Onze oplossing

Een mobiele unit, qua maatvoering afgestemd op de lokale beperkingen en vereisten van het laboratorium, met een slang aan te sluiten op de extruder en een aansluitsnoer voor de elektrische voeding van 5 m. De HMI werd zodanig geplaatst dat de gebruiker er gemakkelijk toegang toe heeft vanuit de plek waar men ook de labextrusie-inrichting bedient.

Omdat er hoogviskeuze media gemeten moeten worden, is gekozen voor een volumetrische flowmeter op basis van een schroef. Hier is de snelheid van de schroef afhankelijk van de flow, waarbij het debiet eenvoudig door de PLC kan worden berekend aan de hand van het aantal omwentelingen per minuut en het specifieke volume van de schroef.

Tandwielpomp met conische inlaat

Voor de pomp werd een HYDROLUB® maat 22/6 van MAAG gekozen. Omdat siliconen eenvoudig door een gietijzeren pomp kunnen worden verwerkt en de toepassing niet voor de farmaceutische industrie is, was er geen behoefte aan roestvrijstalen materialen. In plaats van een veiligheidsventiel, dat vanwege de hoge viscositeit onbetrouwbaar kan zijn, werd de pomp beveiligd met een druksensor. Het basisbesturingssysteem van het suurDOS®-doseersysteem kon worden gebruikt, weliswaar uitgebreid met het drukalarm en data-acquisitie.

Hogedruktank

Reeds in de offertefase van het project werden mogelijke problemen voorzien om de pomp te vullen. Om de vereiste NPSH te minimaliseren, werd een pomp gekozen met een conische inlaat; direct, verticaal gemonteerd onder de tank. De uitlaat van de tank is de inlaat van de pomp. De tank is ontworpen als atmosferische tank, met de opmerking dat het voor hoogviskeuze media nodig kan zijn om een ​​tank onder druk te gebruiken. 

Tijdens de FAT, waarbij twee vloeistoffen met een viscositeit van ongeveer 10 en 600 Pas werden gebruikt, werd ervaren dat de hoogviskeuze media niet voldoende in de pomp stroomden. Er was hogedruk nodig om dit product in de pomp te laten bewegen. Zodra het beweegt, zorgt de afschuiving voor verbeterde reologie en wordt de pomp gevuld. Daarom besloot de klant een tweede tank ten behoeve van een voordruk van ettelijke bar te kopen, die dankzij het modulaire ontwerp gemakkelijk en snel de originele tank kon vervangen.

De tanks zelf zijn zodanig ontworpen dat ze eenvoudig kunnen worden gevuld en gemakkelijk kunnen worden gereinigd. Het laatste werd bereikt door middel van een split-design.

Resultaat

Met behulp van de unit behaalde de klant een continue en zeer gemakkelijk in te stellen flow. De precisie van beter dan 1% resulteert in een verbeterde kwaliteit van de tests en van het eindproduct. Gebruikers van het systeem zijn erg enthousiast over het intuïtief te gebruiken en te bedienen systeem.

Een speciaal verzoek van de klant was de mogelijkheid om een ​​muis te gebruiken voor het geval het touchscreen paneel niet meer reageerde. Dit kon gemakkelijk worden gerealiseerd door de USB-poort, die standaard op het PLC-scherm beschikbaar is, toegankelijk te maken vanuit de behuizing. Dit werd automatisch een nieuwe standaard voor de suurDOS®-systemen.

Quote klant: “De naam Suurmond staat gelijk aan een klantgericht ontwerp met een hoge flexibiliteit”. Ook werd het zeer op prijs gesteld dat Suurmond de klant hielp bij het zoeken naar een oplossing die aan zowel het budget als de behoeften voldeed.