Tamiseurs / Tamiseurs vibrants
Éliminer les contaminants (corps étrangers) dans un flux de produit avec des tamiseurs vibrants
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| Résumé de la section |
|---|
| 1. Types de tamis |
| 2. Conception mécanique |
| 3. Alimentation des tamiseurs |
| 4. Dimensionnement des tamiseurs vibrants |
| 5. Dépannage des tamiseurs vibrants |
Les machines à tamiser vibrantes sont utilisées pour séparer un produit souhaité des contaminants qu'il peut contenir (morceaux de bois, métal, plastique, fils...). Ces machines sont généralement circulaires ou rectangulaires et ont une grille en fil qui a pour tâche d'empêcher les corps étrangers d'entrer dans le processus. La vibration est appliquée pour aider le bon produit à passer à travers le tamis et également diriger les contaminants vers un rejet. Ce guide d'ingénierie explique la conception des tamiseurs vibrants, comment les intégrer dans une ligne de production et comment résoudre les problèmes potentiels de fonctionnement.
1. Types de tamis
Quels sont les différents designs de tamis qui peuvent être trouvés pour protéger contre les contaminants dans les industries de process ?
1.1 Grille statique
Le moyen le plus simple de vérifier un matériau pour s'assurer qu'il ne contient pas de gros particules ou morceaux étrangers est de le faire passer à travers une grille statique. Cette méthode est simple mais ne s'avère pas toujours efficace. Les solides (poudre ou particules plus grandes comme des granulés) doivent être très libres pour pouvoir passer à travers la grille sans action supplémentaire.
Ainsi, ces grilles sont généralement assez grossières, de 10 à 40 mm. De telles grilles sont particulièrement intéressantes lorsqu'il s'agit de déverser des sacs de 25 kg. Ils permettent à l'opérateur de soutenir le sac et d'éviter que de grandes parties du sac ne tombent dans le flux de produit. Ils peuvent également être situés à la décharge de Sacs Big Bag où ils empêcheront la doublure (le cas échéant) d'être aspirée dans le flux de produit. Pour ces 2 applications cependant, il est important de s'assurer que les matériaux ne s'agglomèrent pas dans les sacs, sinon, il sera particulièrement difficile de les faire passer à travers la grille, ce qui peut mettre en danger les performances du processus.
1.2 Tamiseurs vibrants ronds
Contrairement à la grille statique, les tamiseurs vibrants sont équipés d'un moteur permettant de faire vibrer le tamis. L'action de vibration permet au matériau de passer à travers le tamis. Par conséquent, les tamiseurs vibrants peuvent atteindre un débit plus élevé, à une taille de maille plus petite. Ils permettent d'optimiser la sécurité et les performances du processus. La conception des tamiseurs vibrants n'est cependant pas triviale et de nombreux exemples ont montré que des tamiseurs vibrants mal conçus, spécifiés ou entretenus peuvent en fait apporter ou libérer des corps étrangers au bon produit. Voir ci-dessous les parties sur la conception mécanique des tamiseurs vibrants pour savoir comment spécifier correctement un tel équipement.
Machines de tamisage ultrasoniques : dans des cas spécifiques, pour des tailles de maille petites à très petites (ce qui peut être le cas lorsque le tamis vibrant est utilisé comme classificateur), le matériau à tamiser peut se coincer dans les ouvertures, ce qui entraîne le blocage du tamis. Pour une telle application, l'ajout d'un système ultrasonique est utile pour débloquer le matériau et maintenir le tamis en fonctionnement plus longtemps. De nombreux fournisseurs proposent le tamisage ultrasonique en option.
1.3 Tamiseurs vibrants rectangulaires
Les tamiseurs vibrants rectangulaires ont des capacités similaires à celles des ronds. Les vibrations permettent au produit de passer à travers un tamis afin de vérifier sa présence de corps étrangers. Cependant, il apporte une fonction supplémentaire : la possibilité de déplacer la poudre latéralement d'un point à un autre. Les vibrations sont en effet conçues pour appliquer un mouvement horizontal aux particules. De tels tamiseurs vibrants rectangulaires peuvent donc être utilisés, dans certaines situations, comme un alimentateur. La conception de la machine est très importante, en particulier son alimentation, car un contrôle adéquat du flux est également nécessaire pour éviter un « débordement » du tamis.
Note : le classement
Classement est une autre forme de tamisage de produit qui n'est pas détaillée ici. Les tamiseurs vibrants ronds à plusieurs étages peuvent être utilisés à cette fin. Cela peut être utilisé pour classer des granulés, des haricots ou des poudres plus petites.
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2. Conception mécanique du tamiseur vibrant
Quelles sont les caractéristiques de conception des tamiseurs ?
Parmi les paramètres de conception des machines à tamiser vibrantes, les plus importants sont les suivants :
- Conception du tamis
- Ouverture du tamiseur
- Rejet des corps étrangers
- Connexions flexibles
- Structure de support du tamiseur vibrant
Tableau 1 : Les différents composants d'un tamis vibrant
| Partie | Conception |
|---|---|
| Tamis | Les plaques de tamis ne peuvent pas être utilisées
telles quelles, elles ont besoin d'un support pour être correctement
serrées. Les tamis peuvent être soudés ou collés à leur bague de support La soudure doit être évitée pour les applications hygiéniques. Le collage à l'époxy offre généralement une bonne solution durable bien que la qualité de l'application soit très variable selon les fournisseurs. L'utilisation d'une plaque perforée à la place d'une grille tissée offre une 3e option qui est d'avoir la plaque de tamis formée d'une certaine manière pour être autosupportée, non besoin d'anneau de support, cette solution semble être très hygiénique et robuste |
| |
|
| Ouverture du tamiseur | Les plaques de tamis doivent être inspectées régulièrement pour
vérifier que la plaque de tamis n'est pas endommagée, pour changer la
taille du tamis... etc... La conception la plus simple est d'avoir des bagues de serrage (similaires aux serre-tuyaux Jacobs) mais ce n'est pas très pratique. Les systèmes de libération rapide sont préférables. |
| Rejet | Si un corps étranger est transporté avec le produit, il doit
être arrêté par la plaque de tamis. Certains tamiseurs sont équipés
d'une sortie appelée rejet. Le corps étranger sera
rejeté à travers cette sortie. Afin d'éviter les émissions de poussière, la sortie de rejet doit être connectée à un seau fermé qui collectera le rejet de poudre et les corps étrangers. Le niveau doit être visible afin d'inspecter le contenu du seau lorsque le produit a été rejeté. Afin de faire face aux risques ATEX, le tamiseur ainsi que toutes les pièces dans la partie de rejet doivent être mis à la terre. |
| Connexions flexibles | Étant donné que le tamiseur vibre, des connexions flexibles sont
situées en amont et en aval, ainsi que sur la sortie de rejet. La taille du flexible est importante, elle ne doit pas être trop serrée pour éviter de perturber le mouvement vibrant. Les connexions rapides comme BFM sont à préférer sur les tamiseurs souvent ouverts, à condition qu'elles ne posent pas de problèmes de sécurité (accès à l'équipement rotatif autour du tamiseur...) |
| Support | La structure de support du tamis est d'une importance primordiale pour assurer une vibration optimale. La structure doit être suffisamment rigide pour ne pas vibrer, sinon toute l'énergie du tamiseur sera perdue à déplacer la structure, pas la plaque de tamis. |
3. Alimentation
Comment amener de la poudre à un tamiseur ?
L'alimentation des machines à tamiser vibrantes doit être contrôlée. Si elle est incontrôlée, il peut y avoir un débordement du pont de tamisage, avec trop de poudre dessus. Si cela se produit, les performances de la machine à tamiser la poudre seront considérablement réduites et un problème courant qui apparaît peut être le rejet du bon produit. Cela génère des déchets où le bon produit aurait dû être valorisé.
Pour éviter cela, un équipement de dosage doit être installé avant le tamis. Les éléments courants utilisés sont :
Table 2 : Approvisionnement en poudre pour tamis vibrants
| Équipement | Description | Esquisse |
|---|---|---|
| Tube d'alimentation | Un tube flexible est installé à l'entrée du tamis. La hauteur entre le bas du tube et le pont du tamis déterminera le flux de produit admis | |
| Alimentateur à vis | La vis contrôle l'alimentation du tamis grâce à la vitesse de rotation de l'hélice |  |
| Soupape rotative | Une soupape rotative à airlock peut être utilisée, mais c'est un équipement coûteux et fragile, à envisager uniquement si le tamis se trouve sous un réservoir sous pression ou sous vide. Une autre possibilité est d'utiliser une soupape rotative pneumatique, mais le débit peut être limité |  |
| Soupape vibrante | Certains fournisseurs peuvent proposer un papillon équipé d'un actionneur spécial qui contrôle le flux de produit par vibration | |
| Soupape papillon | En raison de sa nature « tout ou rien », ce type d'alimentation n'est pas recommandé | |
| Contrôle opérateur | Les tamis vibrants peuvent être installés dans une station de déchargement où les sacs sont déversés par les opérateurs. En raison de la vitesse de déchargement limitée (max. 2 t/h/opérateur), l'alimentation du tamis est contrôlée. Il est toutefois recommandé d'avoir un tamis sans rejet pour éviter les débordements lors de chaque déchargement de sac |
4. Dimensionnement des tamis vibrants
Comment s'assurer que le tamis est assez grand pour votre application ?
Le dimensionnement d'un tamis vibrant est difficile à modéliser et repose la plupart du temps sur l'expérience : grâce à des références passées ou à des tests dans une installation pilote. Il est toutefois possible, avec une référence, de calculer l'échelle d'un certain tamis.
L'échelle est basée sur la surface ouverte du tamis. Si le débit atteint est de 1000 kg/h pour une surface de passage x, vous pouvez vous attendre à 2000 kg/h pour une surface de passage 2x, à condition que la distribution de la poudre soit correcte
À noter les règles générales suivantes :
- Plus la maille est petite, plus la surface de passage est petite.
- Une plaque perforée aura une surface ouverte plus petite qu'une grille métallique
- Un tamis vibrant situé en ligne (= dans une ligne de transport pneumatique) aura un débit plus élevé qu'un tamis alimenté par gravité
5. Dépannage
Comment résoudre les problèmes avec les tamiseurs ?
Le tableau suivant récapitule les actions qui peuvent être entreprises face à des problèmes spécifiques
Table 3 : Dépannage de l'opération de tamis vibrant
| Problème | Action possible |
|---|---|
| Débit trop faible | Vérifier que l'alimentateur fournit le bon débit Vérifier que la vibration est correcte (conformément au manuel du fournisseur) - en particulier pour les tamis rectangulaires Vérifier qu'aucun élément n'empêche le tamis vibrant de vibrer correctement Vérifier que le support est correctement conçu et ne pas vibrer Si le tamis se bouche, envisagez le tamisage ultrasonique Utilisez un tamis plus grand ou passez d'une plaque perforée à une grille métallique Installer un tamis plus grand |
| Alimentateur à vis | La vis contrôle l'alimentation du tamis grâce à la vitesse de rotation de l'hélice |
| Soupape rotative | Une soupape rotative à airlock peut être utilisée, mais c'est un équipement coûteux et fragile, à envisager uniquement si le tamis se trouve sous un réservoir sous pression ou sous vide. Une autre possibilité est d'utiliser une soupape rotative pneumatique, mais le débit peut être limité |
| Soupape vibrante | Certains fournisseurs peuvent proposer un papillon équipé d'un actionneur spécial qui contrôle le flux de produit par vibration |
| Soupape papillon | En raison de sa nature « tout ou rien », ce type d'alimentation n'est pas recommandé |
| Contrôle opérateur | Les tamis vibrants peuvent être installés dans une station de déchargement où les sacs sont déversés par les opérateurs. En raison de la vitesse de déchargement limitée (max. 2 t/h/opérateur), l'alimentation du tamis est contrôlée. Il est toutefois recommandé d'avoir un tamis sans rejet pour éviter les débordements lors de chaque déchargement de sac |
Fabricants de tamis vibrants
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Parmi les plus grands fabricants de tamiseurs, un lecteur intéressé peut contacter :
- Russell Finex
- Sinex / Chauvin
- Vibra Schultheis
- Farley Greene
- Kason
- Sweco
- Virto / Cuccolini
De nombreux autres fabricants de machines à tamiser vibrantes plus petits offrent des produits de qualité et pourraient valoir la peine d'être contactés, les salons professionnels tels que Powtech sont un bon outil pour les ingénieurs de procédé souhaitant vérifier la conception réelle des entreprises.