La importancia de la presión para el rendimiento de la máquina de empaque de cemento

No es sorprendente que la presión sea un factor importante en el empaque de polvos secos a granel; Para una máquina de empaque de cemento o de concreto, la precisión de velocidad y el peso son algo especialmente crítico. En este artículo se explica cómo un cliente mejoró significativamente la productividad y la precisión siguiendo los fundamentos.

Nuestro Empacador por Presión de Flujo de Aire Modelo 730 es una de las máquinas de empaque de hormigón y cemento más populares del mercado actual. Recientemente instalamos un par de estas máquinas para empacar mezclas de hormigón y mortero en una planta de mezcla seca en Montreal, Canadá.

Poco después de la instalación, el cliente llamó para decir que la precisión del peso no estaba dentro de la tolerancia aceptada y también que la tasa de empaque de concreto era mucho más lenta de lo esperado. Además, la máquina está diseñada para vaciarse por completo al final de una producción, pero por alguna razón informó que cuando estas máquinas vaciaban sus últimas 2-3 bolsas, el material dejaba de fluir hacia fuera de las máquinas.

El origen de este problema fue que el cliente hizo lotes muy pequeños del producto y tenía cambios muy frecuentes del grado del producto lo que le requeria abrir y limpiar completamente el interior de la máquina entre los lotes. Esto significaba que por cada lote, el cliente tendría que abrir la cámara y volcar 100-150 libras de material, lo que implicaba crear residuos y tiempo de limpieza extra. Nuestro cliente me pidió que viniera a la planta para evaluar las máquinas y determinar si tenían algún tipo de problema mecánico o eléctrico. La presunción era que debía haber algún tipo de problema interno con las máquinas de llenado.

Misteriosamente Lento

Al llegar a la planta, el problema se evidenció rápidamente. Aunque en ese momento la precisión del peso de la bolsa estaba dentro de la especificación, las bolsas estaban tomando un tiempo inusualmente largo para llenarse. Todos los mecanismos de la máquina y los controles estaban funcionando como se diseñó, pero el producto tardaba demasiado tiempo en cargarse en la bolsa. Mirando el manómetro en el lado de la cámara, noté que no registró ninguna presión. Entonces comencé un análisis de diagnóstico de la cámara y su sistema de presurización, que consistía en la cámara de presurización, la almohadilla de aire y la válvula de control del soplador que regulan la entrada de aire de alto volumen y baja presión en la máquina.

Buscando Obstrucciones

Busqué obstrucciones en el flujo de aire, en la almohadilla de aire, en el material fluidizado y también en el diseminador que proporcionaba el aire presurizado, que lo conducía con fuerza hacia abajo y fuera de la máquina. No había obstrucciones, pero tampoco estaban fluyendo la cantidad de aire necesaria para llenar una bolsa correctamente.

Comprobación de los Sopladores de Baja Presión

Entonces pedí ver los sopladores de baja presión que fueron suministrados con las máquinas. Nuestros sopladores están especialmente diseñados para proporcionar aire a baja presión y alto volumen, para producir el aire de presurización y fluidificación necesario para que las máquinas funcionen correctamente. En este punto, me enteré de que los ventiladores no habían sido instalados. En vez de eso, el viejo conjunto de sopladores del grupo anterior de empacadoras, que habían sido reemplazadas por las nuestras, fueron dejados en su lugar y utilizados para alimentar el aire a nuestras máquinas. Pedí verlos.

La primera cosa que noté es que eran excepcionalmente viejos y más pequeños que los ventiladores que habíamos proporcionado nosotros. Además, las válvulas de alivio que impedían que los viejos sopladores se sobresaltaran cuando no se llenaban bolsas, habían sido modificadas por alguien en la planta para evacuar la mitad del aire que los sopladores podían generar, antes de que el aire fuera transferido a nuestras máquinas.

Le pregunté qué haría falta para cerrar la línea e intercambiar los sopladores viejos por los nuevos. Esto no era posible ya que el cliente estaba en medio de una campaña y esto fue en temporada de plena ocupación. Le dije al cliente que sin conocer la condición exacta de los viejos sopladores no habría manera de asegurar que pudiéramos generar el volumen de aire y la presión requerida para lograr los resultados que estaba buscando.

Válvulas de Alivio Modificadas que Restringen el Flujo de Aire

Me pidió que viera lo que podía hacer. Volví a mirar los sopladores. Me di cuenta que la razón de que las válvulas de alivio se hayan modificado fue que estaban gastadas y alguien había hecho todo lo posible para mantenerlos en marcha. Sustituirlos era el primer paso a seguir. Pedí ver las bombas que habíamos proporcionado. Comparé las válvulas de alivio de nuestras bombas con las válvulas de alivio de las viejas bombas. Afortunadamente, con algunos simples cambios de plomería, nuestras válvulas de alivio de presión puedieron ser adaptadas a los viejos sopladores. Una vez que reemplazé las válvulas de alivio, pudimos mantener la presión constante a 5 PSI, aunque el volumen era todavía mucho más lento que el óptimo.

Entonces presté atención a los Modelo 730’s. Fueron diseñados para dividir el flujo de aire entrante de los sopladores de baja presión y dirigir la mayor parte hacia la mitad superior de la cámara de presurización para utilizarlo como aire de presurización, y el resto hasta el fondo de la máquina para proporcionar aire de fluidización para levantar y transportar el material hacia el interior de la bolsa. Teniendo en cuenta de que las bombas viejas no eran capaces de generar el volumen de aire necesario para presurizar y fluidizar simultáneamente, cerré completamente el aire de presurización y dirigí todo el flujo de aire a la almohadilla para fluidizar el material. Aunque esta solución tenía sus propios inconvenientes, las máquinas eran ahora capaces de llenar bolsas a un ritmo respetable y se mejoró la precisión del peso de la bolsa.

Desconcertante Fluctuación de Peso

Comenzamos a comprobar el peso de todas las bolsas que bajan de la línea al sistema de paletización de bolsas. Veríamos que los pesos de las bolsa empezarían bien, pero luego comenzarían a variar después de un período de tiempo. En este punto, pregunté cuál era el nivel mínimo de producto que se requería mantener encima de la máquina para que ésta pudiera funcionar. Me dijeron que no había un estándar mínimo. Entonces le pregunté qué tipo de controles de nivel existían para indicar al operador cuánto material había en el contenedor en un momento dado. Me dijeron que había sensores de nivel en el contenedor, pero que no eran visibles para el operador de la máquina y sólo se utiliza para señalar el sistema de mezcla cuando había espacio en el contenedor para el siguiente lote de producto.

Mantenimiento de la Presión del Cabezal

Le dije específicamente al cliente que sin el soplador capaz de generar aire de presurización para producir la presión del cabezal artificial en la máquina de llenado, el mantenimiento de la presión de cabezal del producto por encima de la máquina sería imprescindible para mantener una buena velocidad de llenado y precisión de peso. La presión variable del cabezal es muy importante ya que cambiar la presión del cabezal cambia la forma en que fluye el producto y cómo fluye el producto (y a qué velocidad y consistencia) afecta directamente la precisión del peso de la bolsa. Luego entrené a los operadores del sistema para monitorear manualmente el nivel de producto en el contenedor de suministro y para detener el llenado de las bolsas cuando el nivel de producto en el contenedor era bajo. Esto no causó un problema de producción ya que el Modelo 730 es capaz de embolsar mucho más rápido de lo que el proceso de mezcla demora en hacer más producto.

Con estos cambios en el lugar y el cliente ahora consciente de cómo compensar la falta de presión de aire y la presión del cabezal, los resultados mejoraron dramáticamente. Los tiempos de llenado de bolsas promediaron 5 segundos por bolsa en picos para bolsas de 30 KG (66 Lb) y la tolerancia de peso promedió +/- .25-.5% dependiendo del grado de material empacado.

Prestar atención a cómo instalar y configurar correctamente una máquina de empaque de cemento (o cualquier otra aplicación), es fundamental. Instalar una máquina de empaque no es simplemente una cuestión de deslizarla debajo de un equipo de suministro y conectarla a sus funcionalidades. Debe ser suministrada con un flujo de material bueno y consistente, y especialmente cuando esto no séa posible, será aún más crítico asegurar que la máquina tenga buen acceso a un suministro de aire adecuado. Y si estos fundamentos no se entienden completamente, entonces es aconsejable buscar la ayuda y el consejo de alguien que puede colaborar para obtener los fundamentos correctos. No prestar atención a los detalles o trabajar con alguien que no lo hace, puede ser costoso y causar resultados indeseables.

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