Dosaggi precisi con pompe a doppia vite

Fristam Pumpen KG ad Amburgo, in Germania, è diventata una rinomata specialista a livello mondiale di pompe per la una vastissima serie di task di trasmissione: dai prodotti alimentari, ai cosmetici e farmaceutici, alle applicazioni chimiche. Ma le radici della società sono da ritrovarsi nel settore caseario: non c'è quindi da meravigliarsi che l’azienda abbia un focus particolare su applicazioni con requisiti di igiene rigorosi. Le pompe a doppia vite della serie FDS sono un ottimo esempio: sono realizzate in acciaio inossidabile di alta qualità, facili da pulire e consentono di impostare una moltitudine di nuovi parametri di riferimento nella tecnologia a vite doppia.

Maggiore efficienza durante i processi di pulizia

 Il principio funzionale è stato completamente rielaborato e sono stati eliminati i punti deboli noti. Il design è stato perfezionato fino ad ottimizzare ogni aspetto, tra cui la fluidità di funzionamento, la stabilità della temperatura, la riparazione e la manutenzione. "Inoltre, grazie a questi miglioramenti siamo riusciti ad aumentare significativamente il valore aggiunto per gli utenti finali, fornendo sistemi di azionamento che si adattano perfettamente alle pompe", afferma René Linck, Product Manager di Fristam. "Le pompe a doppia vite sono ora anche la soluzione ideale per il dosaggio di prodotti viscosi o tissotropici. Allo stesso tempo, permettono di svolgere una semplice pulizia in loco a velocità fino a 3.600 min-1."

Ciò significa che non è necessaria una pompa supplementare per i processi di pulizia. Rispetto alle pompe a pistone, che finora sono state generalmente lo standard per tali attività di dosaggio, i processi di pulizia in loco funzionano più rapidamente, soprattutto perché né la pompa né i tubi di dosaggio o gli ugelli devono essere smontati o rimossi. "Questo è particolarmente utile nei sistemi che devono essere puliti a brevi intervalli perché il prodotto viene cambiato frequentemente - per esempio, se si utilizza la stessa unità di dosaggio per riempire i sacchi con ketchup in un turno e con maionese o senape nel successivo."

Una sfida ingegneristica

La sfida nello sviluppo è stata evitare lo sgocciolamento durante il riempimento dei sacchi. Dal momento che lo slittamento tra le viti e la parete interna dell'alloggiamento è intrinseco con il design, non può essere evitato. Una certa distanza deve sempre essere garantita in modo che la pompa funzioni correttamente senza contatti e non siano danneggiati la superficie delle viti e l’alloggiamento. Per sigillare le viti dei compressori, ad esempio, lo spazio viene sigillato con una lubrificazione ad iniezione. Nelle pompe a doppia vite, è il prodotto lavorato a svolgere direttamente anche questo compito. Tuttavia, ciò si traduce nello "slittamento" descritto sopra.

A seconda della viscosità del mezzo, il volume trasportato cambia ad ogni giro. Le pompe a doppia vite offrono una soluzione a questo problema: il sistema di azionamento sensibile ma altamente dinamico previene qualsiasi sgocciolamento. Per fare questo, l’azionamento della pompa gira brevemente all'indietro per un certo tempo alla fine del processo di riempimento, garantendo un dosaggio preciso e un processo di riempimento pulito.

Questo è un compito impegnativo per la soluzione di azionamento utilizzata, perché ogni tipo diverso di sostanza richiede adeguati percorsi di accelerazione, frenata e ritorno. In aggiunta a questo, i tempi di ciclo sono brevi perché le pompe riempiono fino a 80 sacchi al minuto. Un alto dinamismo è quindi fondamentale. "In stretta collaborazione con Yaskawa, nostro partner da molti anni, siamo riusciti a creare una soluzione di azionamento perfettamente adattata a queste esigenze", racconta Linck con piacere.

Trasmissione completa da un'unica fonte

La forza motrice delle pompe a doppia vite è fornita dai servomotori Sigma 7 e dagli amplificatori appropriati. I servomotori AC a risposta rapida sono caratterizzati da un'elevata risoluzione (encoder assoluto integrato da 24 bit) e da un elevato dinamismo. Sono dunque ideali per compiti di posizionamento impegnativi. Possono sopprimere automaticamente le vibrazioni e le frequenze di risonanza della macchina durante il funzionamento. Sono inoltre progettati per durare a lungo e operano a temperature ambiente tra 0 e 55° C senza raffreddamento aggiuntivo.

Grazie alle loro dimensioni compatte, richiedono solo un ridotto spazio di installazione e sono facili da montare sulle unità di dosaggio che vengono comunemente utilizzate per le tavole rotanti nei sistemi di riempimento. I dinamici servomotori AC coprono uscite da 50 W a 15 kW con tensioni di alimentazione di 200 e 400 V e sono straordinariamente silenziosi quando sono in funzione.

Un sistema di controllo compatto Yaskawa della serie VIPA SLIO controlla l’asse del servo per il dosaggio. Questo sistema è facile da programmare con il pacchetto di programmazione Step7 di Siemens e il suo design modulare permette un buon adattamento all'applicazione. Per un pratico controllo del processo di dosaggio, il controller Yaskawa è stato dotato di un HMI intelligente. Il suo display da 7 pollici non consente solo il funzionamento guidato dal menu, ma anche la visualizzazione dell'unità di dosaggio. La combinazione di componenti di alta qualità e il supporto di personale esperto nelle fasi di adeguamento delle soluzioni alle specifiche esigenze, ha reso Yaskawa il partner perfetto. "Abbiamo ottenuto una soluzione completa per la nostra unità di dosaggio da un'unica fonte", afferma Linck.