ÉTUDES DE CAS
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Une trémie vide-sacs avec un système de convoyage de Big Bags retient la poussière de dioxyde de titane lors des opérations de mélange de PVC
BREA, CA — Ameron International fabrique des revêtement de protection en PVC pour les grandes canalisations d'égouts en béton. Le dioxyde de titane (TiO2) est pesé et mélangé à la résine de PVC avant l'extrusion du mélange, afin de lui conférer une résistance aux UV et une couleur blanche translucide.Avec l'ancien procédé de mélange de l'entreprise, il était difficile de retenir la poussière. Le personnel de l'usine ouvrait les sacs de dioxyde de titane (TiO2), dont la masse volumique apparente est de 721 kg/m3, et plaçait la poudre dans un seau posé sur une balance. Lorsque le poids net de TiO2 a atteignait 2,7 kg, il était déversé dans un mélangeur contenant 137 kg de PVC (concentration à 2 %).
La manipulation de la poudre dans un environnement ouvert produisait de la poussière. «Si vous ouvrez un sac de dioxyde de titane et que vous le déversez, la poudre peut se retrouver en suspension dans l'air«, explique James Gross, ingénieur produit à l'usine d'Ameron.
Il a fait des recherches sur les systèmes fermés, mais il a eu de la difficulté à en trouver un capable de manipuler cette poudre qui est cohésive et compressible et a tendance à s'emmagasiner, à former des gâteau, des voutes et à s'écouler difficilement. «C'est une poudre qui agit presque comme une pâte, donc c'est elle est compliquée à déplacer», dit M. Gross.
Il a finalement opté pour un système de Flexicon composé d'une trémie vide-sacs et d'un convoyeur à vis flexible intégré.
La trémie vide-sacs récupère la poussière
Des palettes contenant des sacs de 11 kg de dioxyde de titane sont posées à côté de la trémie vide-sacs sur un socle surélevé. La station est équipée d'un support de sacs (à hauteur de la taille) qui fournit une surface de travail pour que les opérateurs puissent déposer, nettoyer et ouvrir les sacs avant le déversement.
L'unité de collecte de poussière de la trémie vide-sacs est montée directement sur la trémie au sol de 0,16 m3. L'opérateur ouvre le couvercle de la trémie, actionnant un ventilateur aspirant à grande vitesse et décharge du TiO2 sur un tamis qui empêche que des corps étrangers n'entrent dans le système. Le ventilateur aspire les particules de poussières en suspension sur deux cartouches filtrantes dont l'efficacité de collecte est de 99,99 % pour les matériaux dont la taille des particules est égale ou supérieure à 1 micron. En même temps, un système de nettoyage automatique de filtre à air comprimé inversé utilise des électrovannes à minuterie pour souffler de courts jets d'air comprimé sur les cartouches filtrantes, provoquant la chute dans la trémie des poussières déposées sur les surfaces extérieures.
Mesurant 762 mm2 x 1 118 mm de haut, la trémie est conçue pour les «débits élevés». Le dioxyde de titane s'écoule le long de la paroi arrière abrupte de l'unité, empêchant la poudre de former des voutes entre les parois latérales de l'unité. De plus, elle est équipé d'un vibrateur pneumatique et d'un agitateur pour favoriser l'écoulement vers l'entrée du convoyeur. «Pour la plupart des matériaux, aucun de ces dispositifs n'est nécessaire, mais ils sont nécessaires pour déplacer le dioxyde de titane», note M. Gross.
Le convoyeur à vis flexible déplace les matériaux à écoulement difficile
La trémie dirige la poudre dans l'adaptateur de chargement d'un convoyeur à vis flexible de 7,6 m de long et de 67 mm de diamètre, incliné à 45 degrés. Le convoyeur utilise une vis flexible en acier inoxydable avec une géométrie spécialisée conçue par Flexicon pour manipuler des matériaux aux propriétés d'écoulement difficiles comme le TiO2.
Un moteur électrique de 1,5 kW à l'extrémité de déchargement du convoyeur fait tourner la vis, propulsant le dioxyde de titane dans le tube de plastique et vers une manchette de déchargement reliée à un tuyau de descente en PVC avec armures en fils de 1,2 m de long et 152 mm de diamètre. La poudre tombe dans un seau placé dans une boîte de rétention de poussière qui se trouve sur une balance électronique au-dessus du mélangeur.
Lorsque le mélangeur requiert du dioxyde de titane, un opérateur active le convoyeur, ainsi que le vibrateur et l'agitateur dans la trémie. Le contrôleur arrête automatiquement le convoyeur lorsque le poids du matériau dans le seau atteint 2,5 kg. Alors, la poudre restante dans la manchette s'écoule en goutte-à-goutte dans le seau, amenant le poids final aussi proche que possible des 2,7 kg requis. «Nous obtenons une précision du poids des lots d'environ ± 0,01 kg, ce qui est beaucoup plus précis que l'ancien système», constate M. Gross.
Au départ, M. Gross tolérait jusqu'à trois minutes pour atteindre les 2,7 kg requis, en raison des caractéristiques d'écoulement variables du dioxyde de titane, mais, au final, la tâche est maintenant accomplie en 30 à 45 secondes.
Le processus de convoyage se termine dans une boîte de rétention de poussière
Puisqu'un opérateur peut vider le seau rempli dans le mélangeur sans avoir à le retirer de la boîte de rétention de poussière, le dioxyde de titane se trouve dans un environnement hermétique du début à la fin du système.
«Le système retient la poussière de manière efficace», constate M. Gross. En plus de protéger les opérateurs et d'assurer la propreté de l'environnement de l'usine, le système réduit le gaspillage de matériaux et élimine le besoin de nettoyer un site de collecte de poussière à distance.
Pour ce qui est de l'entretien, M. Gross nettoie l'équipement tous les trois ou quatre mois, et note: «Ce produit ne nécessite pour ainsi dire aucun entretien».
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Des sacs de 11 kg de dioxyde de titane, une poudre générant beaucoup de poussière, sont vidés manuellement dans la trémie vide-sacs, qui comprend un système de collecte de poussière et un support pour ouvrir les sacs.
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Le plateau de support de la trémie vide-sacs offre une surface de travail pour ouvrir les sacs avant de les vider. Un ventilateur aspirant aspire la poussière sur les cartouches filtrantes, tandis qu'un vibrateur pneumatique et un agitateur favorisent l'écoulement de la poudre difficile à déplacer vers l'entrée du convoyeur à vis flexible situé au fond.
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Un convoyeur à vis flexible de 7,6 m de long transporte le dioxyde de titane au mélangeur sur la mezzanine. Le convoyeur utilise une vis flexible avec une géométrie spécialisée pour déplacer le matériau aux propriétés d'écoulement difficile.
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Le dioxyde de titane se déplace de la manchette de déchargement du convoyeur au mélangeur en passant par un tuyau de descente de 1,2 m de long. Un contrôleur permet une précision du lot à ± 0,01 kg près.
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Le revêtement de protection en PVC d'Ameron International contient du dioxyde de titane pour conférer une résistance aux UV et une couleur blanche translucide.
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