Bulk material is stuff handled ‘in bulk’. One LEGO piece is a brick but 1,000 poured into a bag is bulk material. Corn starch, sand, flour, powder-coat powder, gravel, cat food, Cap’n Crunch, coins, screws, Styrofoam beads, lead shot, and gummy worms are bulk materials.

Applications abound where you need to move stuff in bulk. Selective sintering 3D printers, hayvan besleyiciler, DIY enjeksiyon kalıplama makineleri, toner bazlı PCB üreticileri, ev tipi toz kaplama, automatic LEGO/domino/whatever sorters or assemblers, otomatik bahçıvanlar, airsoft aksesuarları – Dökme malzemeyle uğraşmak hacklemenin bir parçasıdır. Üniversitedeki fen dersleri katıları ve sıvıları kapsar, ancak nadiren toplu malzemeleri kapsar.

Most hackers just pray it works and tap the bin when it doesn’t. Industry does better, but the slang term “bin rash”, the long term result of dokunarak balyozlarla dolu 300 tonluk bir çöp kutusu (video), bunun da her zaman doğru yapılmadığını gösteriyor. Aynı zamanda mutfak eşyalarını kullanarak denemeler yapabileceğiniz eğlenceli bir alan. Dökme malzeme taşımanın temelleri üzerine kısa bir seri için bizimle gelin.

Arching, Ratholes, and Slurping

Tipik bir kutuda konik veya piramidal bir kutu bulunur. huni altta silindirik veya dikdörtgen şeklinde dikey üstündeki bölüm. Eklem denir kalça. Huni bir şekilde bitiyor açma, genellikle bir kontrol ile kapı.

Dökme malzemenin yapışma mukavemeti, katıyla karşılaştırıldığında çok azdır, ancak elbette bu, malzemeye göre değişir. Örneğin, kurşun saçmanın yapışma kuvveti çok azdır ve kolayca akar. Un daha yüksek bir yapışma gücüne sahiptir ve dökülmesi zordur. Bir malzeme yalnızca malzemenin bir bölümü üzerindeki kuvvetler malzemenin yapışma mukavemetinden büyük olduğunda akar.

Imagine the bin contains only a small amount of wet sand, right above the gate, and we open the gate. Will the sand fall out? The sand is now bridging the opening, and the forces are the same as with any other bridge. We want the bridge to fail reliably.

Genellikle ilk küçük parça başarısız olur ve düşer. Ancak bunu yaparken arkasında kavisli bir yüzey bırakabilir. Kemerli malzeme açıklığı kapatabiliyorsa dışarı akmayacaktır. Biraz düşer, yuvarlak çatılı bir boşluk bırakır ve akış durur. Malzeme var kemerli.

Eğer silo düzgünse ve huni dik bir açıya sahipse, malzeme akar. kütle akışı. All material is flowing, and in the cylindrical section the flow is only vertical. The material top surface will descend without rearranging until it reaches the hip. For many materials, a smooth inner wall and a cone angle greater than 60 degrees is a good design rule for mass flow.

Rather than slipping at the wall-material interface, if the funnel is too blunt or the walls too rough, the material can cohere somewhere internally. This is huni akışı. Malzeme içeride kendi daha keskin hunisini oluşturur ve yalnızca huninin içindeki malzeme akar. Huni akışı doğası gereği kötü değildir ancak daha fazla potansiyel soruna sahiptir. (Buna bakın yararlı akış sorunları sayfası daha fazla ayrıntı için.)

Hunileşme aşırı boyutlara ulaştığında, fare deliği – malzeme akıyor ancak açıklığın üzerinde neredeyse dikey bir delik açıyor. Malzemenin çoğu hareket etmiyor ve delik yüzeye ulaştığında akış duruyor. stable rathole. Sıçan deliği sabit olmasa bile dışarıdaki malzeme hareket etmiyor, dolayısıyla daha küçük bir kutu yapmış olabilirsiniz. Daha da kötüsü, sıkışan malzeme çürüyebilir, ayrışabilir veya katı bir kütleye dönüşebilir.

Birkaç tasarım ipucu. Dikdörtgen siloların köşelerinde malzemeyi 'desteklemek' için daha fazla duvar bulunur, bu nedenle köşelerde genellikle takılmalar meydana gelir. Seçeneğiniz varsa yuvarlak çöp kutusu kullanın. Ayrıca fare deliğinin çapı, açıklığın köşegeninden biraz daha büyük olacaktır. Yarık açıklıklar bazen yuvarlak deliklerden daha iyi performans gösterir.

Suçlu

When material is dumped it can akışkanlaştırmakparçalar değil bağımsız parçacıklar haline geliyor. Bir çay kaşığı unu göğüs hizasından boşaltın. Yığın halinde düşmek yerine toz bulutuna dönüşür.

Feeding into a rathole can lead to fluidization as the new stock falls straight through. Worse, it can knock loose some of the rathole wall. It all crashes out at once, at high speed, called su baskını – yeni malzeme sıvı olarak delikten aşağıya düşer ve yüksek hızda boşalır.

This can break the gate or whatever the bin feeds, and many powders present a respiratory hazard or even an explosion risk when they mix too finely with air. And it can lead to segregation.

ayrım

Dökme malzemelerin çoğunda farklı boyutlarda parçacıklar ve genellikle farklı malzemeler bulunur: alt çakıl, karışık fındık, bir kavanoz karışık vida. Brezilya fıstığı etkisi, bir kavanoz karışık kuruyemişin üstte Brezilya fıstığı ve altta fıstıklarla sonuçlandığı Brezilya cevizi efekti, bir çeşit fındık etkisidir. ayrım.

Tuz ve kuru bezelyeyi karıştırın ve karışımı bir huniden geçirerek bir tabağa dökün. Karışım konik bir yığın oluşturur. Bezelye yığının aşağısına doğru yuvarlanır ve tabağın kenarlarına ulaşır. Küçük bir merkezi boru veya oluktan besleme, daha büyük malzemenin duvarların yakınında ayrışmasına neden olur. Hazne daha sonra huni akışıyla boşaltılırsa, son malzeme çoğunlukla tuz olur. Bezelyeler geride kalıyor.

Çözümlerden biri, kütle akışı olan uzun bir silindir bölümüne sahip olmak ve malzeme yüzeyini kalçanın üzerinde tutmaktır. Daha sonra malzeme, ister duvardan ister merkezden olsun, geldiği sırayla kaldırılır. Ekler ayrıca ayırma sorunlarından kurtulmanıza da yardımcı olabilir. Huninin içindeki çıkıntılarda yukarıya doğru bakan bir koni, malzemeyi merkezden gelen malzemeyle karışmaya zorlar ve Girişin altındaki bir yönlendirme plakası, giriş karakterini merkezi bir noktadan birçok küçük beslemeye dönüştürebilir. Bazen sadece girişi düşürmek yardımcı olabilir.

Diğer sorunlar

Patates cipslerini iki metrelik boş bir çöp kutusuna atmak kırılmayı garanti eder, ancak Cap'n Crunch kutusunun altındaki tozun gösterdiği gibi, nispeten hafif kullanım bile parçacıkları kırabilir. Muhtemelen sabah mısır gevreğimiz fabrikada torbaya birkaç santimetrelik ten rengi toz olmadan yüklenmişti; taşıma sırasında aşınmış olmalı.

Bazı malzemeler hareket ettiklerinde statik bir yük oluştururlar ve bu da hareketi etkileyebilir. Akrilik veya polikarbonat lazerle kesilmiş kutular genellikle bir suçludur. Basit bir deney; saçınıza bir balon sürün, ardından onu toplu olarak hareket ettirmek istediğiniz malzemeye doğru tutun. Malzemeyi alırsa topraklanmış metal bir kutu çözüm olur.

Bazı malzemeler aşındırıcıdır. Zımpara kağıdı sonuçta kağıda yapıştırılmış kumdur. Daha sert silo malzemelerinin yanı sıra, huni akışının kasıtlı olarak uyarılması duvarları koruyabilir. Huni akışını sağlayacak kadar körelmiş büyük bir huni, aşındırıcı için iyi bir haznedir.

TL; DR

Gelecek hafta, dökme malzeme özelliklerine daha derinlemesine bakacağız ve sonraki hafta, dökme katıları taşımak için kullanılan makineleri derinlemesine inceleyeceğiz. Bu, dökme malzemeyi bir çöp kutusuna koymanın yol açabileceği bazı terminoloji ve sorunların kasırgası gibi bir tur oldu. Umuyoruz ki, en azından mutfakta veya kum havuzunda oynayarak öğrendiğiniz bazı derslerin isimlerini vermenize yardımcı olmuştur.

Özetlemek mümkünse çoğu kutu tasarımı için TL;DR şöyledir:

• Pürüzsüz iç duvarları olan yuvarlak bir çöp kutusu kullanın.
• Huni bölümü duvarlarını 60 derecelik eğimin üzerinde tutun.
• Açılış ne kadar büyük olursa, hayatınız o kadar basit olur. Yarıklar iyi olabilir.
• Yüzey içten aşağıya doğru konileşiyorsa bu bir uyarı işaretidir.
• Ayrışmaya dikkat edin.

Haftaya görüşürüz!