Для дозирования биомассы наиболее популярны в использовании цепные и шнековые транспортеры. В обоих вариантах происходит уверенный захват массы с разделением между лопатками или лопастями на предсказуемые по объему комки, а скорость перемещения довольно жестко привязана к частоте вращения привода. Для зерна, пеллет и других сыпучих видов сырья применяют также ленточные транспортеры и вибролотки, но их настройка и эксплуатация заметно сложнее. Шлюзовой затвор хорошо дозирует пеллеты и зерно, но при этом портит продукт при слишком малом зазоре между лопатками и корпусом, а большой зазор приводит к неконтролируемому ссыпанию. При работе с сырой опилкой шлюзовик крайне нестабилен, так как между лопатками налипают комья сырья, уменьшая рабочий объем и темп подачи при неизменных оборотах.
Несмотря на простоту конструкции шнека, его темп подачи не всегда пропорционален скорости вращения. Характер поведения зависит от угла установки к горизонту и от сыпучести дозируемого материала. И здесь, как в анекдоте, есть две новости – плохая и хорошая.
Плохая новость состоит в том, что отличия от теоретических расчетов настолько велики, что их сложно применять для предугадывания реального темпа подачи сырья. На графике подачи сухого опила шнеком, установленным горизонтально под бункером с ворошителем и имеющим перо диаметром 150мм, изображены две линии: серая – расчетный темп подачи, черная – реально измеренная производительность. При скорости вращения менее 15 об/мин реальный объем оказался больше теоретического. Причин для такого явления две. Во-первых, при крайне низкой скорости вращения, малом расстоянии между входом и выходом шнека, а также довольно большом зазоре между пером и корпусом возможно самопроизвольное осыпание сырья, что особенно заметно для минеральных добавок или гранул при использовании спирального шнека. Во-вторых, очень медленная подача при ритмичном перемешивании в бункере над шнеком приводит к трамбовке опилки между витками шнека и временному увеличению насыпной плотности, и, следовательно, к увеличению темпа подачи.
Обратный эффект наблюдается при наклонной установке дозирующего транспортера. При слишком малых оборотах сырье сползает обратно к входу или двигается в нужном направлении в несколько раз медленнее, чем предполагает теория. Комкующееся сырье в меньшей мере реагирует на угол наклона, а вот минеральные добавки, пеллеты или зерно могут и вовсе остановится при недостаточной скорости.
На правой части графика разница между теорией и практикой достигает 25-30% снижения реального объема. С увеличением скорости вращения плавно снижается способность к наполнению шнека. Причем приведены данные для дозатора, у которого входное окно протянулось вдоль бункера с мешалкой на длину более 1 метра с возможностью заполнения в широком диапазоне оборотов. Когда же оставляют входное окно, соизмеримое с сечением шнека, то при определенной скорости вращения достигается максимальная производительность и дальше не растет, так как мешалка в бункере просто не успевает обрушить своды. То есть большую часть времени узкий вход в полость шнека перекрыт комком сырья.
Хорошая новость состоит в том, что в середине рабочего диапазона коэффициент снижения реальной подачи от теоретической вполне стабилен и хорошо соотносится для шнеков разного диаметра и сырья различной сыпучести. Это заметно в средней части графика количества выгружаемого опила на один оборот шнека в зависимости от скорости вращения. В диапазоне между 30 и 70 об/мин снижение довольно равномерное. Если для непрерывного смешивания двух и более ингредиентов в потоке подобрать диаметры шнеков с такими оборотами, чтобы при правильной пропорции компонентов частота подаваемого тока на приводы отличалась не сильно, то управляющие преобразователи частоты можно завязать между собой через подстроечный резистор. Тогда при изменении темпа подачи основного сырья будут автоматически в той же пропорции меняться обороты на шнеках подачи добавок, и состав продукта будет довольно стабильным. Так можно небольшим усложнением схемы соединения преобразователей частоты заменить контроллер, в котором прописываются таблицы всех коэффициентов корректировки на всем диапазоне оборотов дозаторов.
Дозация ленточным транспортером предполагает свободное и контролируемое ссыпание сырья на поверхность. Сырье сверху ничем не ограничивается во избежание скопления или волочения по ленте. Измеряется темп подачи высотой слоя сырья и скоростью ленты. Если загрузка на ленту осуществляется шнековым дозатором, то ленточный транспортер ставится на тензодатчики и является контрольным прибором измерения для корректировки оборотов шнека.
Дозирование вибролотком сопряжено с несколькими неприятными моментами:
- Повышенное выделение пыли
- Необходимость специально обученного контроллера для управления соленоидным вибратором при необходимости высокой точности измерения
- Большие погрешности при изменении влажности или сыпучести сырья
Поэтому вибрационное дозирование в пеллетной теме используется редко и только в полуавтоматической фасовке пеллет.
Дозированная подача цепным транспортером успешно применяется для сырой щепы, где транспортер является нижней частью приемного бункера. Для исключения самопроизвольной разгрузки используется транспортер с верхней ветвью подачи и обязательным вылетом не менее 1 метра от стенки снаружи бункера при высоте выгружного окна 300мм. Эту пропорцию желательно сохранять для больших или меньших вариантов.
