スクリューフィーダーとスクリューコンベアは一見同じ機械に見えます。どちらもトラフまたはチューブ内の回転螺旋スクリューを利用してバルク材料を移動します。視覚的には、ドライブ ユニット、シャフト、フライティングなどのコンポーネントを共有しています。
誤用の可能性は非常に高いです。フィーダが必要な場所に標準コンベヤを設置すると、多くの場合、モータの過負荷、材料のブリッジング、および一貫性のない計量が発生します。装置は、満杯のビンの圧力を処理するトルクが不足しているため、起動直後に停止する可能性があります。逆に、単純な輸送タスクに頑丈なフィーダーを過剰に指定すると、必要のない大型モーターや特殊なフライティングに資本が浪費されます。
ハードウェアは似ていますが、エンジニアリング上の現実は異なります。違いは、機能ロジック (容積制御と質量輸送) と内部負荷状態にあります。アプリケーションで、容器から材料を計量するためのデバイスが必要なのか、それとも単にプロセス間で材料を移動するためのデバイスが必要なのかを理解することは、システム設計を成功させるための第一歩です。適切な機器を指定するのに役立つ技術的な特徴を検討します。
これら 2 台の機械間の工学的境界は、材料がどのようにケーシングに入るかによって決まります。 「負荷状態」として知られるこの概念は、モーターの馬力からスクリューフライトの形状に至るまで、その後のあらゆる設計の選択を決定します。
スクリューフィーダーは「浸水負荷」状態で動作します。これは、装置の入口がホッパー、ビン、サイロの排出口の真下に取り付けられていることを意味します。重力により材料がスクリュー内に押し込まれ、入口のフライトが完全に充填されます。
この状態では、入口は事実上 100% 充填されています。スクリューフライトが製品内に沈んでいます。材料は上のビン内の製品の重量 (ヘッドロード) によって加圧されるため、フィーダーは大きな抵抗に直面します。その主な仕事は、材料を移動するだけではなく、材料を拘束し、特定の体積率で計量することです。システムの主制御バルブとして機能し、流量をアクティブに決定する必要があります。
対照的に、標準 スクリューコンベヤは 「制御供給」状態で動作します。ここで、材料は、 に入れられます。 ロータリーバルブ、ベルト、または別個のスクリューフィーダーなどの上流の装置によって計量されてコンベヤーコンベアは流量を決定しません。入力された量を単に受け入れるだけです。
業界標準では、これらのコンベヤは特定のトラフ荷重率 (通常は 15%、30%、または 45%) で動作するように設計されています。これらは 100% フル稼働するように設計されていません。 「エアギャップ」と呼ばれることが多い、この意図的な空きスペースは非常に重要です。これにより、材料が移動するときに穏やかに転がり、摩擦と電力消費が削減されます。スクリューはビンいっぱいの重量に耐えられないため、必要なトルクはフィーダーのトルクよりも大幅に低くなります。
多くの場合、デバイスの内部形状を調べるだけで、デバイスがフィーダであるかコンベアであるかを識別できます。物理的構成は、洪水負荷と制御給餌の効率のストレスに適応するために変化します。
| 特長 | スクリューフィーダー | スクリューコンベア |
|---|---|---|
| 入口フライティング | 可変ピッチまたはテーパー外径 | 一定のフルピッチ |
| 読み込み状態 | 100% (フラッドロード) | 15% – 45% (対照飼料) |
| 内部ベアリング | なし（流れを妨げない） | ハンガーベアリング (10～12 フィートごと) |
| 一般的な長さ | ショート (< 20 フィート) | 無制限（ハンガー付き） |
| 駆動トルク | 高（負荷をかけた状態での起動） | 低から中 |
最も目に見える違いは飛行ピッチ、つまり飛行間の距離にあります。
フィーダーの設計: スクリュー フィーダーは、ほとんどの場合、 可変ピッチ または テーパー外径 (OD)フライティングを利用します。 入口セクションで可変ピッチ設計では、フライトは入口の後ろで非常に接近しており、出口に向かって徐々に広がっています。
なぜ？ フィーダーが一定のピッチを使用する場合、最初のフライトは完全に満たされ、材料が後続のフライトに落下するのを防ぎます。これにより、材料がホッパーの後ろからのみ引き出される「ネズミ穴」が発生します。可変ピッチは「ライブボトム」効果を生み出し、入口の全長にわたって材料を均等に引き込み、質量流量を確保し、圧縮を防ぎます。
コンベヤ設計: A スクリューコンベヤは 通常、 フルピッチ（ピッチはスクリューの直径に等しい）を使用します。 全長にわたって
なぜ？ 材料が移動したら、フルピッチが最も効率的な輸送を実現します。入口は浸水しないため、吸引を調整する必要はありません。ネジは中に落ちたものを押し込むだけです。
フィーダーにハンガーがない: スクリュー フィーダーの内部にハンガー ベアリングが存在することはほとんどありません。洪水負荷がかかった環境 (100% 満水) では、ハンガー ベアリングがダムとして機能します。これは流れを妨げ、材料を圧縮させ、すぐに詰まりを引き起こす可能性のある高摩耗点を生成します。この制約により、ほとんどのフィーダの長さは 20 フィート未満に制限されます。これは、スクリュー シャフトが両端のベアリング (片持ち梁またはシングルスパン) によって完全に支持されなければならないためです。
コンベヤ内のハンガー: スクリューコンベヤは部分的に空の状態 (たとえば、30% が満たされている状態) で動作するため、内部のハンガー ベアリングの下や周囲に材料が流れる余地が十分にあります。これにより、シャフトのたるみを防ぐためにサポート ハンガーを 10 ～ 12 フィートごとに配置することで、コンベヤを 100 フィート以上の長距離に延ばすこ�:内部ベアリングを避けるために、フィーダーは短く (20 フィート未満) にしておく必要があります。コンベヤはハンガーベアリングを使用することで長距離の搬送が可能です。
モーターの配置もヒントになります。エンジニアは、装置の排出端にドライブを配置することを好みます。これにより、ねじシャフトに圧縮 (材料を押す) ではなく張力 (材料を引っ張る) がかかります。これは両方にとってベスト プラクティスですが、フィーダにとっては重要です。フィーダは、サイロ全体の重量の下で回転を開始するために、かなり高い「離脱トルク」を必要とします。比較的空のトラフからコンベヤを開始する場合、必要な初期力ははるかに小さくなります。
マシンが実行されている場合、その違いは制御ロジックとトランスポート ロジックの 1 つになります。あなたはペースを設定していますか、それともただついていっているだけですか?
考えてください スクリューフィーダーをスロットルと。注入口は常に満杯であるため、スクリューが回転するたびに特定の量の材料が取り込まれます。 RPM を 2 倍にすると、実質的に出力レートも 2 倍になります。関係は直線的です。これは計量装置として機能し、オペレーターが時間当たり立方フィート単位で特定の投与量をダイヤルインできるようにします。
考えてください スクリューコンベアを搬送ベルトと。動く歩道や電車のような役割を果たします。上流の一定の供給源から供給を受けているコンベヤの RPM を上げても、スループットは向上しません。単にを減らすだけです トラフ荷重の割合。材料はさらに広がり、充填レベルが 45% からおそらく 20% に低下しますが、排出口から出る材料の総量は、入口に供給された量とまったく同じままです。
スクリューフィーダーはフラッドロード設計のため、比較的高い体積精度が可能です。可変周波数ドライブ (VFD) の統合により、適切に設計されたフィーダーは ±1 ～ 2% の精度を達成できます。これは、バッチ処理または混合プロセスのための信頼できる投与メカニズムとして機能します。
スクリューコンベアには固有の計量精度がありません。スクリューの回転に合わせてパルスで材料を供給しますが、充填レベルは供給量に応じて変化するため、製品の「測定」には使用できません。これは厳密には転送デバイスです。
サージの処理では、もう 1 つの運用上の違いが浮き彫りになります。材料の急増がスクリューコンベアに衝突した場合、トラフ内の「エアギャップ」が緩衝材として機能します。モーターに十分なトルクがある場合、トラフは一時的に 30% ～ 60% まで満たされ、後退することなくサージを吸収します。ただし、フィーダーは供給ビンからのサージを平滑化します。混沌とした加圧された材料の山を取り込み、それを滑らかな層流の出力ストリームに変換します。
誤った適用によるコストを回避するには、機器を指定するときにこの 6 点の決定フレームワークを使用してください。
場合によっては、単一の標準デバイスだけでは問題を解決できない場合があります。複雑なプラントのレイアウトでは、精度と総所有コスト (TCO) のバランスを取るためにハイブリッド アプローチが必要になることがよくあります。
一般的なエンジニアリング上の課題は、材料をサイロから計量して 50 フィート離れた場所に輸送する必要がある場合に発生します。単一のスクリューフィーダーは内部ベアリングなしでは 50 フィートに及ぶことはできません。これはフィーダーの設計で禁止されています。単一スクリューコンベアではサイロの頭部荷重に耐えることができません。
解決策は「フィーダーとコンベヤー」の組み合わせです。材料を計量するために、ビンの直下に短いスクリュー フィーダー (おそらく長さ 6 フィート) を取り付けます。このフィーダーは、より長い制御供給スクリューコンベアの入口に直接排出します。フィーダーはストレスと計測を処理します。コンベアは距離を効率的に処理します。
TCO を計算するときは、フィーダの摩耗が大幅に増加することを認識してください。ヘッド荷重の圧力と入口での材料の速度が組み合わされて、摩耗環境が形成されます。フィーダーの入口セクションのフライトには、多くの場合、硬化された表面または耐摩耗性合金が必要です。
消費電力も異なります。フィーダーには、物理的なサイズに比べてより大きなモーターが必要です。 「負荷をかけた状態で開始」のトルク要件は、小型フィーダーには 10HP モーターが必要になる可能性があることを意味しますが、同じ材料を移動するはるかに長いコンベアには、空または部分的に負荷がかかっている状態で開始するため、5HP モーターのみが必要になる可能性があります。
重力流に抵抗する材料の場合、標準のフィーダーでは故障する可能性があります。これは、の使用につながります マス フロー ビンと ライブ ボトム。ライブ底は通常、長方形の容器の底全体を覆う複数の平行なネジ (2、4、または 6 本) で構成されます。これは本質的に、材料の床全体を動かし続けることでブリッジングを防ぐように設計された複雑な多軸スクリューフィーダーです。
「スクリュー コンベヤ」は、ヘリカル搬送装置の総称としてよく使用されますが、搬送と供給の区別は絶対的です。スクリュー フィーダーは 、浸水負荷条件下での容積制御用に設計された、特殊な高応力アプリケーション サブセットです。スクリュー コンベヤは 、制御供給条件下での効率性を重視して設計された搬送装置です。
この単純なヒューリスティックを使用してください。重力がスクリュー ケーシングを完全に満たす場合、それはフィーダーです。別の機械がスクリューを送り、空隙が残る場合、それはコンベアです。
次のシステムを指定する前に、必ず必要な 体積容量 (CFH)を計算し 、材料の かさ密度を評価してください。これらの要因により、フィーダのトルク要件はコンベアよりもはるかに重要になります。フィーダのトルク計算を間違えると、通常、初日に機械が停止してしまいます。
A: いいえ。標準的なコンベヤには、材料を均一に引き出すために必要な可変ピッチのフライティングがありません。ホッパーの下に設置すると背面からしか吸引されなくなり、ネズミ穴ができてしまいます。さらに、モーターとシャフトのサイズが「ヘッド負荷」の圧力に対して小さすぎる可能性があり、即時の失速や機械的故障につながります。
A: 可変ピッチフライティングは短く始まり、徐々に長くなります。この設計により、フライトごとに徐々にスペースが広がり、入口の全長から材料を均等に引き込むことができます。これにより圧縮が防止され、フィーダーがホッパーを均一に空にすることができます。
A: ネジ フィーダーは通常、約 20 フィートまでに制限されています。 100% フル稼働するため、シャフトをサポートするために内部ハンガー ベアリングを使用することはできません。これらのサポートがないと、ネジが長すぎるとたわみ（たるみ）、トラフと金属と金属の接触が発生します。
A: フィーダーの場合、容量は直接計算されます: RPM × 体積ピッチ容量。コンベヤの場合、能力は上流の送り速度に依存します。計算されますが、 最大 容量はトラフの充填量 (30% など) に基づいて 実際の スループットは、それに供給するデバイスによって決まります。
