Descarga e manuseio do pó de grafite

Pó processado: grafite

Linha de enchimento de baldes

Objetivo do projeto: Nosso cliente, localizado no sul de Nova Jersey, EUA, é um fabricante de mancais e revestimentos de polímeros. O processo de produção envolve a mistura de pó de grafite com resinas para alimentar o processo de extrusão para fabricar os componentes dos rolamentos.
O método atual é pegar, pesar e dosar grafite manualmente em baldes de resina. A mistura no balde é então misturada manualmente pelos operadores para criar a formulação correta. Devido à densidade extremamente baixa do pó de grafite e sua classificação como cancerígeno, o cliente quis automatizar a dosagem deste material a granel nos baldes, evitando a exposição do operador a este pó tóxico.

Solução industrial implementada: Nossos especialistas em pó desenvolveram um sistema turnkey que elimina o manuseio manual do pó de grafite e o pré-doseia em baldes de 20 kg. O primeiro passo foi encontrar um método melhor de entrega da matéria prima. Nosso cliente recebe o pó de grafite em tambores de 200 kg. Este pó também pode ser entregue em grandes sacos. Ao mudar de um tambor de aço para um saco grande, a entrega é muito mais barata e mais fácil de integrar em um sistema automatizado. A maior capacidade de um saco grande significa que ele pode suprir as necessidades de pó durante vários dias. Em seguida, a grafite deve ser pesada e dosada automaticamente e com precisão para encher os baldes usando um dosador vibratório de perda de peso. A operação de enchimento do balde é realizada em um ambiente confinado.

1. Estação de descarga de sacos grandes com o porta-luvas Easyflow® EF2

Ao mudar o método de entrega de tambores para grandes sacos do fornecedor de grafite, a linha de manuseio de pó a granel pode agora operar autonomamente por vários dias sem a necessidade de reabastecer o processo.
O projeto começou com a instalação de uma estação de esvaziamento de sacos grandes Easyflow®2. Devido à natureza tóxica da grafite, qualquer exposição potencial aos operadores deve ser eliminada neste processo industrial. Esta unidade de esvaziamento inclui uma caixa de descarregamento acessível através de um porta-luvas. Usando luvas integradas, o operador pode alcançar com segurança através do vidro e descarregar a calha do saco grande sem risco de exposição ao produto. O saco grande é carregado na estação usando um guincho elétrico.
Uma plataforma de acesso é integrada à estação de descarga de sacos grandes para permitir acesso rápido e fácil à caixa de descarga para os operadores e para fins de manutenção. Uma eclusa rotativa controla o fluxo de grafite desde o saco grande até a unidade de dosagem de pó a jusante.

2. Calha vibratória para perda de peso

Uma manga de conexão flexível é instalada entre o alimentador rotativo de fluxo total e o equipamento de dosagem de pó. Estas conexões flexíveis são usadas quando se tenta isolar o peso do equipamento para aumentar a precisão da dosagem. A manga de conexão é então fixada na entrada do funil que alimenta o transportador vibratório. O funil amortecedor tem uma capacidade de 10 kg de grafite, equivalente a preparar três baldes de grafite. Uma sonda de alto nível é posicionada no funil amortecedor para evitar o enchimento excessivo da alimentação do saco grande.
Os equipamentos de dosagem vibratória são particularmente adequados para pós e grânulos friáveis ou abrasivos. Devido à reação imediata do fluxo ao início e parada do acionamento eletromagnético, os transportadores vibratórios podem oferecer maior precisão na dosagem do que outros equipamentos similares, tais como alimentadores de rosca. Quatro células de carga são instaladas sob as pernas de apoio do transportador vibratório para proporcionar uma função automatizada de perda de peso. Conforme o pó sai do funil amortecedor, o CLP pode dizer ao alimentador de pó para ligar ou desligar, com uma precisão de +/- 20 gramas. Além disso, a calha vibratória pode ser ajustada para aumentar ou diminuir a precisão da dosagem ou a vazão. 

3. Enchimento automático da caçamba Paldrum®03 | Recinto de contenção de poeira

A fim de garantir a contenção da instalação, todo o equipamento dedicado ao enchimento dos baldes está localizado dentro de um recinto. Esta caixa de pó isola a cabeça de enchimento, os transportadores de roletes e os baldes preenchidos com grafite. Inclui os seguintes equipamentos:
- um transportador mecânico de rolos de entrada (para alimentação de baldes vazios)
- uma estação de enchimento de grafite
- uma estação de porta-luvas para selar os baldes
- portas nos rolos de entrada e saída para conter completamente a estação e permitir a rápida alimentação e remoção dos baldes.
- um transportador de rolos por gravidade na saída (para a remoção de baldes cheios)

O operador prepara vários baldes vazios no transportador de alimentação e um a um os baldes são introduzidos na câmara de enchimento. A porta se abre e permite a entrada de um balde de cada vez, fechando imediatamente assim que o balde passa dentro da câmara. Um operador pode usar um pedal para avançar o próximo balde em linha. Os sensores também dizem ao CLP onde posicionar o balde automaticamente.
O balde é então posicionado sob a cabeça de enchimento onde um cilindro pneumático abaixa um tubo telescópico com uma tampa de contenção sobre o balde. A cabeça de enchimento é conectada à saída do alimentador vibratório por uma manga flexível. O painel de controle sinaliza então o alimentador de pó vibratório para dosar a quantidade correta de pó de grafite para dentro do balde. Uma vez dosada a quantidade correta, o balde se enche e o tubo telescópico se retrai. Uma mesa vibratória de densificação se levanta entre os rolos e sacode o balde. O produto é desarejado e densificado. A mesa vibratória desaparece sob o transportador de roletes e a caçamba se move para a estação de posicionamento da tampa. Um operador coloca suas mãos através de um porta-luvas e pega uma tampa dentro do recinto. Em seguida, ele o coloca no balde. Uma vez que a tampa é fixada, a porta de saída se abre e a caçamba é transferida para um transportador por gravidade para colocação na estação de mistura de resina.

4. Unidade de despoeiramento industrial

Outro objetivo de produção do cliente é integrar uma unidade independente de extração de pó ao sistema automatizado de enchimento de pó. Toda a instalação está conectada ao filtro de pó para proteger o operador de possíveis emissões de pó. O sistema de despoeiramento industrial também permite que o pó perdido durante a fase de enchimento seja recuperado e reintegrado ao processo. A vantagem deste sistema independente é que a grafite perdida pelo coletor de pó pode ser recuperada.
Se o cliente utiliza seu sistema central de coleta de pó existente, a grafite seria misturada com outros pós de polímero, resultando na contaminação da grafite. O coletor de pó industrial é feito de aço pintado e opera com uma taxa de ventilação de 1.000 m³/h. A área de filtração dos cartuchos é de até 47 m² e a potência necessária para seu funcionamento varia de 0,75 a 11 kW. Os filtros são conectados a um jato de ar de pulso invertido que envia jatos de ar de alta pressão para limpar os filtros de acúmulo excessivo de poeira. Um tambor de aço de 200 kg é conectado através de uma válvula borboleta manual à saída do funil de descarga para coletar a lavagem posterior do pó. 
Todas as superfícies de contato do equipamento são de aço inoxidável 304 e a comunicação com o CLP é feita através de uma conexão ethernet Allen Bradley.