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Visión general del diseño de transportadores vibrantes

Alimentadores vibrantes para materiales sólidos a granel (polvos, pellets, gránulos, pastillas...)

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Resumen de la sección
1. Introducción
2. Función en el proceso
3. Consideraciones importantes de diseño
4. Dosificación con tubos / bandejas vibrantes
5. Aplicaciones de tubos / bandejas vibrantes
6. Problemas comunes con transportadores de tornillo

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1. Introducción

¿Qué es un transportador vibrante para sólidos a granel?

Los transportadores vibrantes están compuestos por un tubo vacío o una bandeja, con una entrada y una salida (a veces 2 salidas), y un motor vibrante que genera una intensidad y amplitud de vibración específicas, permitiendo que el sólido a granel fluya.

Los tubos vibrantes han ganado popularidad en el manejo de sólidos en comparación con otras soluciones, principalmente transportadores de tornillo. Los tubos vibrantes permiten, de hecho, transportar o dosificar sólidos de manera muy delicada, en comparación con el efecto mecánico de un transportador de tornillo sobre el producto (rotura). También ofrecen un acceso y limpieza muy fáciles, ya que están constituidos solo por un tubo vacío y pueden alcanzar capacidades relativamente altas.

A continuación, se muestra un diseño típico de un alimentador de tubo vibrante:

Figura 1: Diseño típico de un transportador vibrante

También debe señalarse que existen diseños alternativos con una bandeja (a veces llamada charola) en lugar de un tubo. El principio sigue siendo el mismo; los alimentadores de bandeja vibrante pueden alcanzar mayores capacidades que los diseños tubulares y, a veces, se usan en combinación con un tamiz para formar un tamiz vibrante rectangular.

2. Función en el proceso

¿Con qué propósito se utilizan los tubos vibrantes?

Los transportadores de tubos vibrantes suelen colocarse debajo de tolvas, donde pueden transportar horizontalmente el producto a otra operación del proceso. Estos tubos pueden ser muy largos, de hasta 8 m, y a veces son útiles para adaptarse a una distribución complicada, aunque cuanto más largo sea el tubo, más difícil será instalarlo y mantenerlo. Cuando el transporte también implica pesaje, el alimentador vibrante se utiliza como equipo de dosificación.

Los tubos vibrantes generalmente no se utilizan para introducir directamente el producto en una línea de transporte neumático (vacío) , ya que la ausencia de inserciones en el tubo no permite controlar adecuadamente el flujo de producto y aire.

3. Consideraciones importantes de diseño

Los alimentadores de tubo vibrante pueden equiparse con motores desbalanceados o motores electromecánicos, dependiendo del tamaño del equipo y el servicio esperado. Debido a las vibraciones, el soporte debe diseñarse lo suficientemente robusto para evitar que vibre y transmita las vibraciones al resto de la instalación (puede ser muy perjudicial si las operaciones de pesaje están cerradas) o incluso entre en resonancia. Además, para permitir la vibración correcta que transporta el producto, deben instalarse conexiones flexibles en la entrada y salida del producto; el tubo vibrante debe poder moverse libremente y sin transmitir vibraciones al resto de la instalación. Si no se cumple esta última condición, los golpes pueden no ser correctos ni estar dirigidos adecuadamente, lo que significa que el polvo puede moverse más lentamente o incluso compactarse y bloquearse si el golpe es solo en dirección vertical.

Tabla 1: Aplicación de los diferentes tipos de motores vibrantes

Tipo de motor	Aplicaciones
Electromagnético	Unidades pequeñas Puede alcanzar golpes muy pequeños y alta frecuencia (0.10 mm por golpe y 50-60 Hz) Preferido para dosificación
Motores desbalanceados	Unidades más grandes Golpes más largos a menor frecuencia (6 m/min y superiores) Preferido para transportar grandes volúmenes de polvo

La capacidad de un transportador vibrante puede estimarse considerando que el tubo está lleno de polvo y que este se mueve de acuerdo con los golpes aplicados. Si se sabe que el tubo o la bandeja no están llenos, deben realizarse correcciones.

Ecuación 1: Estimación de la capacidad de tubo o bandeja vibrante

Para facilitar la limpieza, se pueden instalar puertas a cada lado del tubo. Normalmente están equipadas con un interruptor de proximidad para asegurar que estén cerradas.

Una válvula debe posicionarse justo en la salida del tubo, ya que la inercia del tubo evita que este detenga bruscamente la entrega del producto.

La capacidad de los tubos vibrantes puede variar desde unos pocos m³/h hasta 60-70 m³/h. La capacidad depende directamente del diámetro del tubo; por lo tanto, las unidades de 60-70 m³/h alcanzan aproximadamente 40 cm de diámetro de tubo.

Este tipo de equipos puede inclinarse ligeramente, aunque definitivamente no es la mejor manera de operar tubos vibrantes.

4. Dosificación - Medición

Los transportadores vibrantes se utilizan para transportar y también medir materiales sólidos a granel secos. Sin embargo, debido a la inercia de la vibración, los transportadores vibrantes no constituyen el mejor equipo para lograr una dosificación muy fina en operaciones por lote. Es posible reducir la desviación del objetivo utilizando 2 velocidades de dosificación si el motor tiene un variador de frecuencia (VFD) y cerrando la válvula de descarga cuando se alcanza el objetivo, pero el error de dosificación puede seguir siendo bastante alto y muy variable. Ofrecen un rendimiento muy interesante en dosificación continua y a menudo se integran en sistemas de alimentadores por pérdida de peso en lugar de un transportador de tornillo.

Cabe señalar también que los tubos vibrantes no se recomiendan para polvos con malas características de flujo y, especialmente, aquellos que pueden compactarse fácilmente.

5. Aplicaciones de los alimentadores vibrantes

A pesar de la creencia común de que esta tecnología puede considerarse algo exclusiva, los transportadores vibrantes, ya sean tubulares o de bandeja/charola, pueden encontrar aplicaciones en toda la industria y son, de hecho, bastante versátiles. Algunos ejemplos se enumeran a continuación:

• Procesamiento de alimentos: transporte y dosificación de harina, transporte y dosificación de trozos o copos de fruta
• Farmacéutica: dosificación continua de pastillas, comprimidos
• Madera: virutas de madera residual
• Química: transporte de negro de humo o caucho
• Construcción: transporte y dosificación por lote de hormigón, cemento

6. Problemas comunes con transportadores vibrantes

Los transportadores vibrantes suelen ser equipos confiables; sin embargo, ciertos problemas pueden requerir correcciones:

Tabla 2: Problemas comunes con tubos vibrantes

Problema	Causa raíz y acción correctiva
Dosificación inexacta - sobredosificación	La vibración es demasiado intensa Ajustar el sistema de automatización para detener la dosificación antes de alcanzar el peso objetivo Ajustar el sistema de automatización para tener una velocidad de dosificación gruesa y otra fina
Tiempo de dosificación demasiado largo / capacidad demasiado baja	Verificar la vibración del motor Verificar el nivelado del tubo vibrante Verificar si la alimentación de producto al tubo es correcta
Fugas de polvo en las tapas finales	Junta dañada o no apretada correctamente - verificar junta y sujeción de la tapa

7. Guía de compra de transportadores vibrantes - Cómo seleccionar un alimentador vibrante

Al adquirir un nuevo transportador vibrante para su instalación, las siguientes preguntas deben plantearse para comprar la especificación correcta:

• ¿Cuál es el caudal esperado? ¿Cuál es la densidad aparente del producto ? Esto determinará el tamaño del alimentador vibrante a adquirir.
  
• ¿El material fluye libremente? Si el sólido a granel no es de flujo libre, podría ser necesario considerar otro tipo de transportador; por el contrario, si fluye en exceso, también puede ser un problema, ya que no será posible regular el flujo.
  
• ¿Se trata de una aplicación de dosificación? En caso afirmativo, ¿qué precisión se espera? Esto proporcionará los datos necesarios para especificar el transportador vibrante y verificar con un proveedor si la dosificación puede lograrse.
• ¿Está en una zona ATEX ? Si es así, el tubo vibrante debe estar certificado

Algunos posibles proveedores de transportadores vibrantes; consulte las siguientes empresas:

• Transportadores Sinex
• Tetra Pak Manejo de Polvos (*Handling de Polvos*)

(Nota: powderprocess.net no tiene vínculos con estas empresas)