1. Définition d'un alimentateur à perte de poids

Qu'est-ce qu'un alimentateur à perte de poids ?

Alimentateur à perte de poids - LIWF - sont des alimentateurs capables de mesurer leur variation de poids au fil du temps et de la contrôler. L'alimentateur est constitué d'une trémie et d'un dispositif de dosage pouvant être un vis simple, vis double, un tube vibrant ou une courroie pour les modèles les plus courants. Un tel système sert à peser une quantité précise de solides, soit sur une base de lot pour les modèles plus simples, soit par alimentation continue pour les modèles plus complexes.

Figure 1 : Conception typique d'un alimentateur à perte de poids

Le dosage en lot est simple, donc le reste de cette page se concentre davantage sur le dosage continu, notamment vers un mélange sec continu.

2. Commande du dosage

Comment fonctionne un alimentateur à perte de poids ?

La commande d'un alimentateur à perte de poids se fait par une boucle de rétroaction à partir du signal des cellules de charge à la vitesse du moteur. Le signal des cellules de charge est échantillonné sur de très courts intervalles afin de calculer le débit de déchargement du produit. Si le débit est inférieur à la valeur attendue, la vitesse de l'équipement de dosage, par exemple un convoyeur à vis, est augmentée. Si elle est trop élevée, l'équipement de dosage est réglé sur une capacité inférieure.

Figure 2 : Philosophie de commande d'un alimentateur à perte de poids

Afin d'augmenter la précision de l'alimentateur et d'éviter des actions incorrectes, le signal des cellules de charge est filtré afin d'éliminer les petites perturbations qui ne correspondent pas réellement à une variation de poids. De telles perturbations peuvent être une vibration due à quelqu'un marchant près de l'alimentateur, quelqu'un touchant l'alimentateur, un courant d'air et doivent être assez brèves et de faible intensité.

Le filtre doit être programmé pour reconnaître également les fortes perturbations et agir en conséquence. Si l'alimentateur n'est plus capable de calculer précisément une perte de poids, il passera automatiquement à l'alimentation volumétrique, en fixant la vitesse de l'outil de dosage. Cette mesure est une approximation et ne peut être acceptable que si l'alimentateur reste en mode volumétrique pendant une courte période. C'est le cas lors du remplissage de la trémie de l'alimentateur à perte de poids : en effet, du poids est ajouté à l'alimentateur, il ne peut plus calculer la perte de poids et doit fixer la vitesse au dernier réglage valide. Le remplissage doit être aussi court que possible afin d'éviter dosage écarts.

Il est crucial que toutes les connexions, par exemple les câbles électriques ou les tuyaux pneumatiques, soient très flexibles et n'exercent aucune force sur l'alimentateur à perte de poids, car cela pourrait fausser la lecture des cellules de charge et ainsi le dosage.

3. Conception de l'alimentateur à perte de poids

Comment concevoir un alimentateur à perte de poids ?

Il existe de nombreux critères de conception à prendre en considération lors du choix d'un alimentateur à perte de poids. Voici une liste des critères les plus courants

3.1 Débit de dosage - débit

C'est le critère le plus évident, l'alimentateur à perte de poids doit être conçu pour fournir suffisamment de matière au processus de mélange continu. Cela peut être réalisé en sélectionnant la taille appropriée de l'équipement de dosage par rapport au densité des matériaux à doser. Pour convoyeur à vis, il s'agit généralement du diamètre de la vis et du profil de la vis (en particulier pour les doseurs à vis jumelles). Il est également important de considérer que le processus ne fonctionnera pas toujours à la même capacité, donc les débits minimal, maximal et nominal doivent être déterminés.

3.2 Précision du dosage

L'alimentateur à perte de poids doit être capable de fournir le débit correct, mais il doit également pouvoir doser de façon constante dans le temps. Le débit moyen dosé doit être proche de la cible et la variabilité doit également être faible.

Ceci est représenté mathématiquement par l'écart relatif du point de consigne et l'écart-type relatif (ou CV% si exprimé en pourcentage). Ces valeurs sont toujours indiquées en %.

Équation 1 : ERP et ESD pour l'alimentateur

3.3 Capacité de la trémie et remplissage

Les alimentateurs à perte de poids sont équipés d'une trémie dont la taille doit être adapté à la densité du matériau et au débit de dosage. Comme expliqué précédemment, le remplissage de la trémie perturbe l'alimentateur à perte de poids et diminue sa précision en raison du passage nécessaire au dosage volumétrique. La trémie doit donc être suffisamment grande pour réduire le nombre de remplissages par heure. Cependant, elle ne doit pas être trop grande car un remplissage prolongé aurait également un impact négatif sur la précision de l'alimentateur ; un compromis doit donc être trouvé entre remplissages rares/fréquents et courts/longs. En général, les critères de conception suivants sont recommandés par les fabricants :

• Max 30 remplissages / h
• Max 30 s / remplissage
• Min 80-85% du temps en dosage gravimétrique

Le processus de remplissage doit également être conçu pour être rapide et précis en moins de 30 s. Le remplissage ne doit pas être effectué lorsque la trémie est presque vide, sinon l'arrivée du produit peut provoquer une pointe dans dosage et il doit rester un espace libre dans la trémie après le remplissage afin d'éviter que la poudre débordant de l'alimentateur ne fausse la cellules de charge lecture. En général, le remplissage doit être programmé entre 50 et 80% du volume de la trémie.

3.4 Écoulement du matériau

Un bon fluidité dans la trémie de l'alimentateur à perte de poids est essentielle pour garantir un dosage précis. Si le matériau présente une tendance à faire des ponts, à créer des cavités, l'approvisionnement du produit vers le dosage ne sera pas régulier, entraînant une forte variabilité du débit de dosage.

La fluidité doit être étudiée préalablement afin que la conception de la trémie et les aides de déchargement nécessaires soient intégrées à l'alimentateur. Les aides de dosage suivantes peuvent être sélectionnées :

Tableau 1 : Liste des aides d'écoulement courantes pour les alimentateurs à perte de poids