効率的な容積式スクリューフィーダーの設計上の考慮事項

Tom Picone 氏、Vibra Screw Inc. ビジネス開発ディレクター | 2023 年 7 月 7 日

容積式スクリューフィーダーは、ドライバルク材料の正確かつ一貫した供給が必要とされる多くの産業において重要なコンポーネントです。 (容積スクリュー) フィーダーの最適な設計を達成することは、正確かつ信頼性の高い材料をプロセスに流入させるために不可欠です。 この記事では、特定のアプリケーション要件を満たす効率的な容積スクリュー フィーダーを開発するためのさまざまな設計上の考慮事項とガイドラインについて詳しく説明します。 スクリューの形状からホッパーの設計および制御システムに至るまで、それぞれの側面が正確な定量供給を実現する上で重要な役割を果たします。

スクリューの形状は、容積式スクリューフィーダーの設計の基本的な側面です。 スクリューの長さに沿ってピッチと直径が一定であるため、材料の流れが安定します。 可変ピッチの単一送りねじを採用することで、設計者は送りプロセスを最適化できます。 この構成により、スクリューの長さに沿ってピッチを調整することで材料の流量を制御できます。 適切なピッチ変化の選択は、材料の流動特性と必要な送り速度によって異なります。 最適なスクリュー形状を決定する際には、材料の凝集力、安息角、フラッディングやフラッシングの可能性などの要素を考慮することが重要です。

送りねじの長さと直径は、正確な定量送りを実現するために重要な要素です。 フィーダーのトラフに対するスクリューの長さは、フィーダー内の材料の滞留時間に影響し、供給精度に影響を与える可能性があります。 ネジが長いほど材料の搬送時間が長くなり、精度が向上します。 トラフ内で少なくとも 3 回のフライトを行うと、最良の結果が得られます。 スクリューの直径は、プロセスに必要な送り速度と、送りの過負荷や送り不足を防ぐ材料の特性に基づいて選択する必要があります。 スクリューが大きすぎたり小さすぎたりすると、流れが不安定になり（排出時にスクリューフライトが回転するときの脈動）、スクリューが小さすぎると必要な送り速度が得られない可能性があります。 送りねじの長さと直径を適切に考慮することで、容積式スクリューフィーダーが精度を維持しながら必要な材料流量を処理できるようになります。

送りねじの基本設計

スクリューのフライト構成とは、スクリューの長さに沿ったフライトの形状と配置を指します。 フルピッチ、ショートピッチ、テーパーまたはカットフライトなどのさまざまなフライト構成を利用して、送り速度を制御し、精度を向上させることができます。 たとえば、フルピッチ フライトではより高い容積が得られ、ショート ピッチ フライトでは送り速度をより細かく制御できます。 テーパー状のフライトは材料の圧縮と流れの制御に役立ち、カットされたフライトは材料の逆流を最小限に抑えることができます。 適切なフライト構成の選択は、特定の材料特性、必要な送り速度、および必要な送り精度によって異なります。 これらの要因を適切に理解することで、設計者は容積供給プロセスを最適化することができます。

各種送りねじ

スクリューの回転速度は、容積式スクリューフィーダーの送り速度に直接影響します。 材料の流動特性と希望の送り速度に基づいて適切な速度を選択することが重要です。 材料が異なれば、凝集特性、安息角、フラッディングやフラッシングの傾向も異なるため、考慮する必要があります。 通常、スクリュー速度とレート出力は線形ではないことに注意してください（つまり、スクリュー速度が増加すると、レート出力はスクリュー速度の全範囲にわたって比例して増加します）。 供給材料の取り扱い特性に応じて、スクリュー速度が 100 RPM (単一スクリューフィーダーの場合) を超えて増加すると、供給速度出力が減少します。 かさ密度、粒子サイズ、または流動特性が異なる材料は、非線形挙動を示す場合があります。

材料の圧縮、偏析、または不規則な流れを防ぐ最適なスクリュー速度を決定するには、材料の挙動を包括的に理解する必要があります。 最適なパフォーマンスを得るために回転速度を微調整するには、テストと実験が必要になる場合があります。