BULKWEGER VERRIJDBAAR X-Y Type: BUV-XY

Het ontwerp van een bulkweger verrijdbaar BUV-XY

BULKWEGER VERRIJDBAAR X-Y Type: BUV-XY

Auteur: Patrice de Beer. Studierichting: HBO traject Mechanical Designer Locatie: TEC/CAD College Nijmegen. Begeleider docent: ir.R. Boeklagen.

Patrice de Beer februari ’06

1


BULKWEGER VERRIJDBAAR X-Y Type: BUV-XY

Project: Bulkweger verrijdbaar X-Y. Auteur: Patrice de Beer. Begeleider docent: Ir. Boeklagen. Opdrachtgever: KSE Protech Locatie: Nijmegen. Datum: November 2005.


2


Voorwoord Deze afstudeeropdracht is gemaakt in opdracht van KSE Protech te Bladel, onder verantwoording van TEC\Cad College te Nijmegen, studierichting HBO-Traject Mechanical Designer KSE Protech produceert onder de naam van Alfra ondermeer doseer- en weegsystemen, voornamelijk voor de diervoederindustrie (de zgn. ‘feedindustrie’). Alfra heeft grote bekendheid in deze industrie, vanwege haar kwalitatief goede weeg- en doseerapparatuur. Alfra systemen worden echter ook in de non-feedindusrtie toegepast. Vaak worden grondstoffen zoals graan, maïs, melen, additieven of mineralen gedoseerd en gewogen. De hoeveelheden van de grondstoffen variëren van ca. 100g tot 6.000kg. Deze opdracht is voortgekomen vanuit de vraag van de markt om een snelle, compacte, “schone” en stofarme weger te ontwikkelen die voldoet aan de huidige normen en een capaciteit heeft om ca. 800 ton korrels per shift (is ca. 12 uur) te verladen. Mijn rol hierin is, vanuit mijn functie als project engineer voor zowel Alfra (eigen productie) als voor de markt een passende oplossing te vinden. Ik heb voor deze opdracht gekozen met als doel voor Alfra een nieuw product, dat aansluit bij het reeds bestaande assortiment te ontwikkelen. Tevens wil ik mijn kennis en kunde op een hoger niveau brengen en me bekwamen in het 3D ontwerpen met Inventor. Parallel aan de afstudeeropdracht zal ik voor de taakgroep “Mechanische engineers” het 3D traject evalueren om een deugdelijk advies te geven voor een eventuele omschakeling naar 3D. Een woord van dank aan alle personen die mij direct en indirect geholpen hebben tijdens het realiseren van deze opdracht. Speciaal wil ik de heren J Teurlings (oud Alfra medewerker) en ir. R. Boeklagen danken voor hun extra input en uitleg. Echter mijn vrouw verdient de grootste pluim voor het geduld, begrip en de catering.

Patrice de Beer


3


Inhoudsopgave Hoofdstuk/Titel 0.

Samenvatting ..............................................................................................................6 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5. 0.6.

1.

2.2.

Het vooronderzoek.............................................................................................................. 14 Behoefte analyse ................................................................................................................. 14 3.2.1. Functionele behoeften ----------------------------------------------------------------------14 3.2.2. Fabricage behoeften ------------------------------------------------------------------------15

De probleemdefiniëring............................................................................................17 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

5.

Beschrijving veevoederfabriek ............................................................................................ 11 2.1.1. De inname------------------------------------------------------------------------------------11 2.1.2. Het doseren ----------------------------------------------------------------------------------12 2.1.3. De maal/menglijn ---------------------------------------------------------------------------12 2.1.4. De perslijn -----------------------------------------------------------------------------------13 2.1.5. Afleveren gereedproduct -------------------------------------------------------------------13 Besmettingsgraad in de fabriek............................................................................................ 13

De behoefte bepaling ................................................................................................14 3.1. 3.2.

4.

Beschrijving organisatie. .......................................................................................................8 Beschrijving werkzaamheden................................................................................................8 Aanleiding van de opdracht...................................................................................................8 Probleemstelling ...................................................................................................................9 Doelstelling ........................................................................................................................ 10

De veevoederfabriek .................................................................................................11 2.1.

3.

Verbreding productassortiment..............................................................................................6 Gevolgen ..............................................................................................................................6 Bulkblending ........................................................................................................................6 De oplossing .........................................................................................................................6 De bulkweger verrijdbaar X-Y ..............................................................................................6 De werking ...........................................................................................................................7

Inleiding ......................................................................................................................8 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

2.

Paginanummer

Doel formulering................................................................................................................. 17 Eisenpakket ........................................................................................................................ 17 Weegfactoren...................................................................................................................... 18 Bepaling van de functie....................................................................................................... 19 4.4.1. Bepaling van de deelfuncties --------------------------------------------------------------19 4.4.2. Bepaling van de hulpfuncties --------------------------------------------------------------19

De vormgeving..........................................................................................................20 5.1. 5.2.

Definiëring mogelijke oplossingen ...................................................................................... 20 Selectie mogelijke oplossingen............................................................................................ 23


4


6.

Realisatie van het ontwerp .......................................................................................25 6.1.

6.2. 6.3. 6.4.

7.

Beschrijving van variant B (groen) ...................................................................................... 25 6.1.1. Aandokken bovenzijde ----------------------------------------------------------------------25 6.1.2. Het zeven -------------------------------------------------------------------------------------25 6.1.3. Buffering -------------------------------------------------------------------------------------25 6.1.4. Wegen-----------------------------------------------------------------------------------------26 6.1.5. Ontluchten/Afzuigen ------------------------------------------------------------------------26 6.1.6. Transporteren -------------------------------------------------------------------------------26 6.1.7. Aandokken onderzijde ----------------------------------------------------------------------26 6.1.8. Lossen ----------------------------------------------------------------------------------------27 6.1.9. Beveiliging -----------------------------------------------------------------------------------27 Gegevens bulkverlading...................................................................................................... 27 Capaciteitsberekening ......................................................................................................... 28 Verbruik ............................................................................................................................. 29

Conclusies en aanbevelingen ....................................................................................30 7.1. 7.2.

De verrijdbare bulkweger X-Y ............................................................................................ 30 Het 3D traject ..................................................................................................................... 31

Bijlage 1 Informatiebronnen Bijlage 2 Verklarende woordenlijst Bijlage 3 Tekeningen Bijlage 4 Info. Toeleveranciers • Endress & Hauser • Revere • Stijma • Torit DCE Bijlage 5 Normen • Machinerichtlijn • Atex-richtlijn Bijlage 6 Weegtechniek


5


0. Samenvatting 0.1. Verbreding productassortiment Door het groeiend aantal wensen in de veehouderij van b.v. hogere milieueisen, specifieke wensen vanuit de handel van dierlijke producten, vergroting van de veehouderijbedrijven met uiteenlopende specifieke situaties per individueel bedrijf, maar ook door de strengere eisen en wetgevingen bij de veevoerproducenten, is in de afgelopen vijftien jaar is het basisassortiment aan producten bij de mengvoederindustrie wel met een factor 4 tot 5 toegenomen. Dit geldt in feite bij voeders voor zowel varkens, pluimvee als ook rundvee. 0.2. Gevolgen De verbreding van het productassortiment en de nieuwe “Atex95” richtlijnen hebben veel consequenties voor de productie. De grotere verscheidenheid aan producten leidt tot kortere productieruns, en mede daardoor ook tot langere omstel-tijden. Het heeft ook een toename van gereedproduct-silo’s tot gevolg. Om aan de eisen uit de markt te voldoen en om een deel van de verloren productietijd te compenseren stappen steeds meer veevoerproducenten over op “bulkblending”. De Atex95 richtlijn heeft tot gevolg dat de “oude”apparatuur niet meer gebruikt mogen worden en/of moeten worden omgebouwd zodat deze voldoen aan de nieuwe eisen. 0.3. Bulkblending Bij bulkblending is het de bedoeling dat er een aantal halffabrikaten op voorraad geproduceerd worden en daaruit kort voor de verlading de gewenste toevoegingen worden gedaan. Ook hier is in veel gevallen de “oude”apparatuur niet meer bruikbaar, dit vanwege de nieuwe indeling en eisen van de productie. 0.4. De oplossing Omdat binnen bulkblending de weeg- en doseer apparatuur aan nieuwe eisen moeten voldoen, en omdat met name de Atex95 richtlijn hogere eisen stelt aan onze apparatuur en om tevens ons te kunnen onderscheiden van de rest van de concurrentie, is er gekozen om een verrijdbare bulkweger te ontwikkelen. De “BUV X-Y”. 0.5. De bulkweger verrijdbaar X-Y Bij haar ontwikkelingen op het gebied van de “BUV X-Y” heeft Alfra zich gericht op een hoge mate van flexibiliteit, waarmee voor haar klanten de optimale oplossing kan worden geboden. Door daarbij gebruik te maken van standaard delen blijven deze "op de klant toegesneden" systemen ook prijstechnisch aantrekkelijk. Bij de ontwikkeling van de “BUV X-Y” heeft Alfra haar kennis en deskundigheid optimaal verwerkt zoals: • De gedragingen van verschillende grondstoffen. • De vorm en constructie van de weegbunker. • Het probleem van stofvorming. • De weeginstrumentatie. • Het elektronische besturingssysteem. • Aspiratieproblemen.


6


De “BUV X-Y” is een bulkafgiftesysteem welke zowel met als zonder een roterende zeefmachine leverbaar is, ten behoeve van het uitzeven van gruis. Verder zijn er nog uitvoeringen mogelijk als hangende en staande installaties welke normaal op vloerniveau komen te rijden of hoog in het gebouw zodat vrachtwagens er onderdoor kunnen rijden. Verder zijn er nog opties als: wisselklep, beweegbare instortbunker, beweegbare bovenstofafdichting, beweegbare onderstofafdichting, beluchtingkoker en gruisafvoer. De werking hiervan is geheel automatisch. Internationale ijktoelatingen zorgen ervoor dat de “BUV X-Y” inclusief gewichtsregistratie in steeds meer landen toepassing kan vinden. 0.6. De werking De “BUV X-Y” rijd naar de gewenste doseerpositie zodat het gewenste product ingedoseerd kan worden Via de instorttrechter komt het product uit het doseerorgaan in de zeef terecht. Deze zeef haalt alle grote brokken en stukken uit het product. Dit afval wordt door middel van de gruisafvoer afgevoerd. Het gruis kan nog gewogen worden (optie) en daarna wordt het via een schroef of een segmentketting afgevoerd. Het product, dat door de zeef valt, komt in de weegbunker en het totale product wordt gewogen en het gewicht wordt geregistreerd, en wordt later gefactureerd. Daarna rijdt de weegbunker naar de lospositie waar het totale product in een contraset of direct in de bulkauto gelost wordt.


7


1. Inleiding 1.1. Beschrijving organisatie. Zoals eerder vermeldt heb ik mijn afstudeerproject gedaan in opdracht van KSE Protech te Bladel. KSE Protech bestaat uit de volgende onderdelen: • Alfra doseer en weegsystemen.. • Matam afzak machines. • Promas ST fabriek’s automatisering. Ik ben zelf werkzaam als project engineer bij het onderdeel Alfra doseer en weegsystemen B.V. op de afdeling engineering. Alfra heeft zich gespecialiseerd in wegen, doseren en transporteren van vaste stoffen. Dit wordt zowel gedaan met standaard machines als met klantspecifieke machines. Toepassing mechatronica, mechanica en elektronica in nauw verband met elkaar met specifieke eigen ontwikkelingen en toepassingen. Alfra bestaat uit ongeveer 30 mensen waarvan 4 op engineeringafdeling, 5 op de verkoopafdeling, 5 op de serviceafdeling, en 16 op de productieafdeling. Wij hebben een eigen productie-unit waar bijna alles gedaan kan worden van voorbewerking, zoals ponsen en zetten, tot aan assemblage en spuiten. 1.2. Beschrijving werkzaamheden Als project engineer heb ik een zeer afwisselende baan want ik ben betrokken bij bijna alle facetten binnen het bedrijf. Ik ben als project engineer verantwoordelijk voor de volgende taken: Calculeren van nieuwe projecten. In overleg met de klant aanpassen van bestaande machines. Ontwikkelen en uitwerken van nieuwe machines. Ontwikkelen en uitwerken van klant specifieke oplossingen. Detailleren en uitgeven van de desbetreffende machine (onderdelen). Aanleveren van machine specificaties. Aanleggen en bijhouden van machinedossiers. Plannen van de montages. Ondersteunen van de verkoop afdeling. Verantwoording afleggen aan de directie over de projecten. Ook hebben wij als engineers twee wekelijks overleg in de taakgroep “Mechanische engineers”, om alle problemen waar we bij onze werkzaamheden tegen aan lopen te bespreken, en eventueel oplossingen te zoeken. Voor de taakgroep “Mechanische engineers”zal ik de mogelijkheden van 3D tekenen in kaart brengen en het 3D traject dat ik nu volg evalueren om een deugdelijk advies te geven voor een mogelijke omschakeling naar 3D. 1.3. Aanleiding van de opdracht De aanleiding van de opdracht is, dat als gevolg van een nieuwe productiemethoden binnen de veevoederindustrie en de nieuwe “Atex95” richtlijnen er behoefte is aan een snelle, compacte, “schone” en stofarme weger die voldoet aan de huidige normen, en een capaciteit heeft om ca. 800 ton korrels per shift (is ca. 12 uur) te verladen.


8


1.4. Probleemstelling Door het groeiend aantal wensen in de veehouderij zoals b.v. hogere milieueisen, specifieke wensen vanuit de handel van dierlijke producten, vergroting van de veehouderijbedrijven met uiteenlopende specifieke situaties per individueel bedrijf, maar ook door de strengere eisen en wetgevingen bij de veevoerproducenten, zoals contaminatie, beschadiging van het eindproduct en stofarme werkplekken. Ook is in de afgelopen vijftien jaar het basisassortiment aan producten bij de mengvoederindustrie wel met een factor 4 tot 5 toegenomen. Dit geldt in feite bij voeders voor zowel varkens, pluimvee als ook rundvee. De verbreding van het productassortiment en de nieuwe “Atex95” richtlijnen hebben veel consequenties voor de productie. De grotere verscheidenheid aan producten leidt tot kortere productieruns, en mede daardoor ook tot langere omstel-tijden. Het heeft ook een toename van gereedproduct-silo’s tot gevolg. Om aan de eisen uit de markt te voldoen en om een deel van de verloren productietijd te compenseren stappen steeds meer veevoerproducenten over op “bulkblending”. Ook de Atex95 richtlijn heeft tot gevolg dat de “oude”apparatuur niet meer gebruikt mogen worden en/of moeten worden omgebouwd zodat deze voldoen aan de nieuwe eisen. Bij bulkblending is het de bedoeling dat er een aantal halffabrikaten op voorraad ge produceert worden en daaruit kort voor de verlading de gewenste toevoegingen worden gedaan. Ook hier is in veel gevallen de “oude”apparatuur niet meer bruikbaar, dit vanwege de nieuwe indeling in de fabriek en eisen van de productie. De verloren productie tijd is niet terug te winnen met de huidige opstelling met vaste weegbunkers. De capaciteit van de huidige opstelling ligt rond de 40 Ton gereedproduct per uur. Tot voor kort was het nog mogelijk om buiten op het fabrieksterrein gebruik te maken van een weegbrug. Dit is het bijna nergens meer toegestaan vanwege uitstoot van roet en lawaai en bovendien kost het ook nog eens veel kostbare tijd.

Figuur 1.4. Schematisch overzicht “huidige situatie”


9


1.5. Doelstelling De doelstelling van het project is, om een passende oplossing te vinden voor de boven genoemde problemen waarbij rekening gehouden wordt met de wensen van de klant en de beperkte ruimte in bestaande fabrieken. Om binnen de eigen productie en engineering een zo kort mogelijke doorlooptijd te verkrijgen moet het ontwerp zoveel mogelijk uit modules opgebouwd worden. Voor Alfra als fabrikant moet het een aanvulling op het bestaande assortiment zijn.


10


2. De veevoederfabriek 2.1. Beschrijving veevoederfabriek In een veevoederfabriek vinden diverse processen plaats die elkaar opvolgen, en op een zodanige wijze zijn afgestemd, dat er continu kan worden geproduceerd. Het hart van de fabriek is de maal/menglijn. In elke veevoederfabriek komen standaard processen voor, welke in een bepaalde volgorde afgehandeld worden. Deze processen kun je onderverdelen in: • Inname. • Doseren • Maal/meng lijn. (inclusief toevoegingen) • Perslijn. (inclusief toevoegingen) • Afleveren gereedproduct. De fabriek is dus samengesteld uit diverse lijnen, die op elkaar zijn afgestemd qua capaciteit en functionaliteit. In elke veevoederfabriek komen grondstoffen binnen, en worden eindproducten afgeleverd. De capaciteit van een fabriek wordt aangegeven door middel van het aantal ton per uur wat de maal/meng lijn kan produceren. De afzet van de fabriek bepaald de grootte van de charges en de grootte van de machines. Om de afzet te behalen moet de fabriek vaak meer uren draaien dan van 9 tot 5. Afleveren van gereedproducten is afgestemd op de klantenkring. Hierbij wordt rekening gehouden met het aantal vrachten per dag, afzet per dag, enz. Bij de lay-out van een fabriek hanteert men de regel dat het product maximaal 4 keer naar boven getransporteerd mag worden. Dit i.v.m. beschadiging van het product. In principe dient men de opstelling van de machines zo te kiezen dat het product alleen maar naar beneden hoeft te vallen, zo bespaar je energie, transportmiddelen en tijd. 2.1.1. De inname Elke fabriek heeft een grondstofinname. De aanvoer van grondstoffen voor veevoeders vindt op verschillende wijze plaats. Veelal worden de grondstoffen opgeslagen in cellen van waaruit gedoseerd kan worden. Gemiddeld wordt bij veevoederfabrieken voor 2 á 3 weken productie opgeslagen. Deze periode is afhankelijk van de aanvoer mogelijkheden en de omzet van het bedrijf. Vloeistoffen worden aangevoerd per tankauto. De vloeistoffen worden meestal in stalen tanks opgeslagen. De gemiddelde opslagduur is 1 á 2 weken. Dit is afhankelijk van het soort vloeistof, het verbruik en de opslagcapaciteit.


11


2.1.2. Het doseren Doseren omvat het regelen van de productstroom met eventueel het meten van de hoeveelheid. De wegers moeten hierbij geijkt zijn. Dit meten en regelen gebeurt in de veevoederfabriek o.a. bij: • Het afwegen van de verschillende grondstoffen. • Het afwegen van gereedproduct bij verpakking en bulkverlading. • Het malen van grondstoffen. • Het toevoegen van vloeistoffen. Een aantal grondstoffen worden in vloeibare vorm aan het product toegevoegd. De doseerapparatuur voor vloeistoffen is aangepast aan de aard van de vloeistoffen en aan het mengsysteem. Het mengsysteem kan bestaan uit een continu (doorstroomsysteem) of chargegewijs. Tevens is voor de doseerapparatuur van belang welke graad van nauwkeurigheid bereikt moet worden in verband met de voedingswaarde en de kostprijs van de vloeistoflijn. 2.1.3. De maal/menglijn Nadat de charge gewogen is wordt het verzameld in één van de bovenbunkers van de hamermolen. In de meeste maalinstallaties zijn twee maalbunkers aanwezig, dit om wachttijden te voorkomen. Als een charge wordt gemalen, kan namelijk de andere maalbunker gevuld worden. Zodoende kan de doseerlijn ook doorgang vinden. In de maalinstallatie zijn ook vaak twee hamermolens opgenomen vanwege het feit dat als er een uitvalt, er altijd verder geproduceerd kan worden met de andere. Verder zou je een enorm motorvermogen moeten hebben om met een molen de zelfde capaciteit te bereiken. Er zijn twee maalsystemen mogelijk, te weten: • Enkelvoudig malen (elke grondstof afzonderlijk) • Gemengd malen (mengsel van diverse grondstoffen. Dit wordt het meest toegepast) Afhankelijk van het soort product dat geproduceerd wordt, moet er een zeef geplaatst zijn met een juiste openingsgrootte. Als het eindproduct meel is, kan de grootte variëren van 3mm tot 8mm. Wanneer het eindproduct geperst moet worden, zal men het malen tot een grootte van 3mm. Tijdens het mengen worden er premixen en vloeistoffen toegevoegd. Eventueel kunnen er medicijnen worden toegevoegd, dit gebeurt steeds vaker met speciale wegers i.p.v. met de hand, vanwege de strenge eisen op het gebied van registratie en gezondheid. Het mengen gebeurt meestal met een horizontale lintmenger. Na het mengen wordt het meel gemelasseerd. Het toevoegingpercentage is veelal niet groter dan 5%. Qua capaciteit moet de maal/menglijn in elk geval de korrelperserij bij kunnen houden, zoniet zelfs voorblijven.


12


2.1.4. De perslijn In de meeste fabrieken kan het product worden geperst. Van de totale afzet van deze bedrijven zal gemiddeld meer dan 90% geperst zijn. De diameter van de korrel kan variëren van 3mm tot 6mm. Het meest komt een korrel met een doorsnede van 5mm of 6mm voor. Afhankelijk van de fabriek, en van het product assortiment, kunnen er meerdere perslijnen voorkomen. Het aantal perslijnen kan variëren van 2 tot wel 8 verschillende lijnen. Na de koeler wordt vaak de perskwaliteit van de brokken gemeten, dit berekent men door de gruishoeveelheid uit te drukken in een percentage van het gewicht. Bijvoorbeeld 15gram gruis van 500gram brok wordt aangegeven als 3% afslijting. Elke fabriek stelt normen voor maximale afslijting, bijvoorbeeld: • Voor rundveebrok 2% • Voor varkensbrok 5% • Voor paardenbrok 3% 2.1.5. Afleveren gereedproduct Het afleveren van gereedproduct kan op twee manieren, namelijk in zakgoed of bulkgoed. Het afleveren in bulkgoed komt het meeste voor. Gemiddeld zal er ongeveer 98% van de producten in bulkgoed worden afgeleverd en 2% in zakgoed. Naast een efficiënt laadsysteem, draagt ook een goed gekozen bulkauto bij aan het zo goed mogelijk afleveren van het gereedproduct tegen de laagst mogelijke kosten in een zo kort mogelijke tijd. De capaciteit ligt hier rond c.a. 40 ton per uur ofwel 480 ton per shift. De keuze van de bulkauto’s zal voor een groot deel bepaald worden door de algemeen voor de vrachtwagen geldende factoren. Hierbij kan gedacht worden aan: • Het laadsysteem. • De silocapaciteit. • Bereikbaarheid van losplaatsen. Voor het afleveren van zakgoed gebruikt men meestal een zakgoedauto. 2.2. Besmettingsgraad in de fabriek Met besmetting (of contaminatie) wordt aangegeven, dat er in het eindproduct stoffen voorkomen die er qua samenstelling niet in thuis horen. Dit kunnen schadelijke stoffen zijn, doch dit hoeft niet altijd het geval te zijn. Besmetting in de installaties kan ontstaan door: • Het niet goed leeg komen van grondstofcellen, doseerwegers, tussenbunkers, mengers en transportwerktuigen. • Het overlopen van grondstofcellen in de naast gelegen cellen via luchtopeningen. • Schadelijke stoffen in de grondstoffen. • Het retourneren van stof uit het afzuigsysteem in de maal/menglijn. • Het retourneren van gruis uit de perserij en de bulkaflevering.


13


3. De behoefte bepaling 3.1. Het vooronderzoek Normaal gesproken dient er een gedegen vooronderzoek plaats te vinden, om de markt behoeften te bepalen, maar in dit specifieke geval werd dit niet nodig geacht. Dit heeft voornamelijk te maken met het gebrek aan concurrentie binnen dit marktsegment en de reeds binnengekomen aanvragen vanuit de markt om een oplossing te vinden voor hun problemen. Het enige waar ik me mee bezig heb gehouden is te inventariseren naar de behoeften die Alfra als fabrikant aan het ontwerp stelt. Deze behoeften zijn beschreven in de volgende paragraaf. Voor de bepaling van deze behoefte is gebruik gemaakt van de ontwerpmethode die is beschreven in het boek: Methodisch ontwerpen, volgens H.H. van den Kroonenberg. 3.2. Behoefte analyse De behoefte die Alfra als fabrikant stelt kan men in twee groepen verdelen, te weten: • Functionele behoeften. • Fabricage behoeften. 3.2.1. Functionele behoeften • Contaminatie arm. Het is de bedoeling dat er zo min mogelijk reststoffen achterblijven in het ontwerp. Dit is om te voorkomen dat er vervuiling ontstaat waardoor de kwaliteit van het eindproduct (veevoer) achteruit gaat. • Minimale handeling grondstoffen. Ook deze behoefte dient er voor om de kwaliteit van het eindproduct hoog te houden. Door iedere (geforceerde) handeling bestaat de kans op breuk van het product met als gevolg kwaliteitsverlies. • Stofarm. Omdat er steeds strengere eisen zijn op het gebied van “stofarme”werkplekken en omdat er door de Atex normen de uitstoot van stof minimaal moet zijn. Dit om te voorkomen dat je in een andere zone komt waar hogere eisen gesteld worden waardoor er duurdere oplossingen bedacht moeten worden. • Weinig onderhoud. Bij de meeste veevoerfabrieken wordt 6 dagen in de week 12 tot 15 uur productie gedraaid en is er weinig tijd voor onderhoud. Onderhoud wordt altijd ingepland zodat de productie rekening kan houden met stilstand. • Bedrijfzeker. Hier gelden de zelfde voorwaarden als bij het punt hierboven. • Nauwkeurig wegen. (ijkwaardig) In de meeste gevallen wordt de eindklant (de boer) gefactureerd aan de hand van de weging van het eindproduct. Dit houdt in dat het ontwerp dan aan de ijkwet zal moeten voldoen.


14


• Compacte bouw. Omdat veelal bestaande fabrieken omgebouwd worden en daar over het algemeen weinig ruimte beschikbaar is, is het wenselijk dat het ontwerp zo compact mogelijk is. • Lage batchtijd. Bij het ontwerp dient rekening gehouden te worden met een snelle afhandeling van de diverse functies om een zo kort mogelijke batchtijd te realiseren. • Laag verbruik. De bulkverlading beslaat ongeveer 2% van het totale verbruik van een veevoederfabriek dus loont het de moeite om het verbruik zo laag mogelijk te houden. • CE Normen. Alle ontwerpen dienen te voldoen aan de daar voor geldende CE normen. • Atex Normen. Uit onderzoek is gebleken dat het ontwerp maximaal aan Atex zone 22 kan voldoen, anders dient het ontwerp ter keuring aangeboden te worden aan een gecertificeerde instantie en moet er speciale maatregelen getroffen worden die extreme kosten met zich mee brengen. Tot en met zone 22 mogen wij als fabrikant een Atex verklaring afgeven, mits wij aan bepaalde voorwaarden voldoen. 3.2.2. Fabricage behoeften • Intern haalbaar. Het is de bedoeling dat het ontwerp voldoende draagkracht heeft binnen de diverse afdelingen, zoals verkoop, engineering, financiën, en directie. • Eenvoudig ontwerp. Het ontwerp moet eenvoudig zijn, zodat de kosten en de doorlooptijd binnen de perken blijven en, ook dat de werking van het ontwerp voor automatiseerders van buiten snel te begrijpen is. • Aanvulling assortiment. Het spreekt vanzelf dat het ontwerp in de lijn van het huidige assortiment valt. • Lage kosten. Tijdens het ontwerpen van de oplossing zal er goed naar de kostprijzen van de koop- en maakdelen gekeken moeten worden zodat er een betaalbaar eindresultaat ontstaat zonder in te leveren op de kwaliteit. • Standaard leveranciers. Aangezien we voor inkoopdelen van het huidige assortiment al standaard leveranciers hebben, waarbij diverse prijs- en levercondities zijn afgesproken, is het verstandig om eerst bij deze leveranciers te rade te gaan voor een passende oplossing, zodat er geen extra levertijd of kosten ontstaan.


15


• Robuust. Omdat er over het algemeen weinig tijd is voor onderhoud, en uit ervaring weten we dat er nogal ruw wordt omgesprongen met het materiaal, is het nodig dat het ontwerp robuust wordt uigevoerd. • Standaard delen toepassen. Omdat ik er vanuit ga dat het ontwerp niet in elke situatie zal passen is het belangrijk om zoveel mogelijk met standaard modules te werken. Mocht er gebrek aan ruimte ontstaan hoef je niet heel het ontwerp aan te passen, en blijft de engineeringtijd kort.


16


4. De probleemdefiniëring 4.1. Doel formulering Het doel dat ik wil bereiken is, een modulaire, snelle, compacte, “schone” en stofarme bulkweger die aan de huidige eisen voldoet en een capaciteit heeft van c.a. 800 ton korrels per shift. (± 12 uur) De huidige capaciteit ligt momenteel gemiddeld op c.a. 500 ton per shift. Dit doel komt voort uit de behoeften die beschreven zijn in paragraaf 3.2.1 “functionele behoeften” en paragraaf 3.2.2. “fabricage behoeften”. 4.2. Eisenpakket Om tot een goede oplossing te komen moet vastgesteld worden aan welke eisen en wensen het ontwerp moet voldoen. Het optimum wordt bepaald door de waarde die door middel van een weegfactor aan de variabele eisen wordt toegekend. In tabel 4.2. is een overzicht gegeven van de gegenereerde eisen en wensen.

X X X X

Contaminatie arm Minimale handeling grondstoffen Stof arm Weinig onderhoud X Bedrijfzeker X Nauwkeurig wegen X Compacte bouw X Lage batchtijd X CE Normen X Atex Normen X Laag verbruik

X

FABRICAGE EISEN WENS

VARIABLE EIS

VASTE EIS

FUNCTIONELE EISEN WENS

VARIABLE EIS

VASTE EIS

Eisenpakket

Intern haalbaar X Eenvoudig ontwerp X Aanvulling assortiment X Lage kosten X Standaard leveranciers X Robuust X Standaard delen topassen

Figuur 4.2. Eisenpakket van de bulkweger


17


Minimale handling grondstoffen

4.3. Weegfactoren Voor de bepaling van de belangrijkheid van de verschillende variabele eisen zijn deze met elkaar vergeleken. Het is niet zinvol om dit voor vaste eisen en wensen te doen. Met de engineers van de afdeling hebben we, onafhankelijk van elkaar alle variabele eisen met elkaar vergeleken, en de weegfactoren bepaald. In onderstaande tabellen 4.3.1. en 4.3.2. worden deze verschillende variabele eisen tegen elkaar uitgezet.

1 1 1 1

Compacte bouw 2 2 2

1 1 1 1 1 1

1 1 2 1 2 1 2

2 2 2 1 2 1 2 2

1 1

1

Weegfactor

2 2 2 2 2

2 2 2 1 2

Totaal

1 2 1 2 1 1

1 1 1 1

Laag verbruik

1 1 2 1 2 2 1

1 2 2

Atex Normen

2 2

Lage batchtijd

2 1 1 2 2 1 2 2 1

Nauwkeurig wegen

Contaminatie arm Minimale handling grondstoffen Stof arm Weinig onderhoud Nauwkeurig wegen Compacte bouw Lage batchtijd Atex Normen Laag verbruik

Weinig onderhoud

Functionele eisen

Stof arm

Contaminatie arm

BEPALING WEEGFACTOR

12 12 12 9 15 9 15 13 10

3 3 3 2 4 2 4 3 2

Tabel 4.3.1. Bepaling weegfactor functionele eisen

1

Standaard leveranciers 2 2

Weegfactor

2 1 1

Totaal

Aanvulling assortiment Lage kosten Standaard leveranciers

Lage kosten

Fabricage eisen

Aanvulling assortiment

BEPALING WEEGFACTOR

4 3 2

4 3 2

Tabel 4.3.2. Bepaling weegfactor fabricage eisen


18


4.4. Bepaling van de functie Functie van het ontwerp is het wegen van het gereedproduct, al dan niet ijkwaardig. Het gereedproduct kan in de vorm van meel of korrel voorkomen. Hier onder zijn de functies uiteen gezet met behulp van de basisfuncties van Koller.

Analyse bulkweger Hoofdfunctie Wegen

Afzuigen/filteren

Rijden naar doseerplaatsBovenstofafdichting op

Product opslaan

Inwegen

Afzuigen/filteren

Stofafdichting neer

Rijden naar losplaats Onderstofafdichting neer

Product lossen

Onderstofafdichting op

Uitwegen

Figuur 4.4. Analyse volgens Koller

4.4.1. Bepaling van de deelfuncties Ook zijn er deel functies bij het ontwerp van toepassing en wel de volgende: Aandokken aan boven liggend lossysteem.(schuif of schroef) Zeven van de korrels (korrel grootte wordt door de klant aangegeven) Bufferen van gereedproduct. Ontluchten/afzuigen. Transporteren van het gereedproduct. Aandokken op lospunt. Lossen van het gereedproduct. 4.4.2. Bepaling van de hulpfuncties Hier onder volgen de hulpfuncties die op het ontwerp van toepassing zijn. • Reinigen. (trillen of kloppen) • Positioneren. (laser) De hulpfuncties van het ontwerp zijn in het morfologisch overzicht niet meegenomen omdat we hiervoor goede oplossingen voor handen hebben.


19


5. De vormgeving 5.1. Definiëring mogelijke oplossingen Tijdens een brainstormsessie met collegae zijn er enkele alternatieven voor de diverse functies gegenereerd. Daarbij zijn de bestaande systemen en principes in overweging genomen. Een visualisering van de zinvolle en realistische mogelijkheden zijn hieronder weergegeven.

Morfologisch overzicht bulkhandeling Aandokken bovenzijde T rechter met pneu balg

Flex. verbinding

Beladingsbalg

T rechter opblaasring

Trilzeef

Exenterzeef

Centrifugzeef

Cry loc roterend zeef

Goot

Bunker

Silo

Redler

Full loadcell

Hefboomsysteem

Volumemeting

Doorstroomweger

Openpijp met filter

Cycloon

Filterunit (spotair)

Travese/rijdframe

Schroeftransport

Redler

Transportband

Beladingsbalg

Afdichting pneu cilinder

Afdichting opblaasring

Flex. verbinding

Pneu. losschuif

Schroeftransport

Vlinderklep

Redler

Zeven

Bufferen

Wegen

Ontluchten / Afzuigen

Transporteren

Aandokken onderzijde

Variant D ?

Variant C ?

Variant B ¦

Variant A ?

Lossen

Figuur 5.1. Morfologisch overzicht bulkhandeling


20


Variant A ? Oranje Variant A bestaat uit de volgende onderdelen. • Aandokken bovenzijde. Er is hier gekozen voor een flexibele verbinding tussen het uitdraagorgaan en het zeef. • Het zeven. Dit gebeurt d.m.v. een stationaire exenterzeef, deze dient van het weegsysteem gescheiden te zijn om beïnvloeding van het wegen te voorkomen. • Buffering Voor buffering wordt het volume van een redler gekozen. • Wegen. Als alternatief voor het wegen is een doorstroomweger gekozen, hierbij moet wel een voorziening in de automatisering aangebracht worden die rekening houd met een naval. • Ontluchten/Afzuigen. Omdat er niet zulke grootte volumes verplaatst worden is voor de ontluchting een cycloon toegepast. • Transporteren. Ook voor het transport in de andere richting is gekozen voor een redler. • Aandokken onderzijde. Ook aan de onderzijde is gekozen voor een flexibele verbinding tussen de losschuif en de vaste wal. • Lossen. Voor het lossen wordt gebruikgemaakt van een vlakke losschuif uit ons eigen assortiment. Variant B ¦ Groen Variant B bestaat uit de volgende onderdelen. • Aandokken bovenzijde. Er gekozen voor een trechter, die d.m.v. pneumatische balgen een op en neer gaande beweging maakt van ± 50mm, tussen het uitdraagorgaan en het zeef. • Het zeven. Dit gebeurt d.m.v. een Cryloc roterend zeef.(inbouw) • Buffering Voor buffering wordt gebruik gemaakt van een bunker. De grootte van de bunker is afhankelijk van het te wegen volume. • Wegen. Als alternatief voor het wegen is een full loadcell systeem gekozen, de capaciteit hiervan moet bepaald worden als gewicht en weegvermogen bekend zijn. • Ontluchten/Afzuigen. Omdat er tijdens het storten grote volumes verplaatst worden is er voor een opbouw filterunit gekozen met groot vermogen qua afzuigcapaciteit. • Transporteren. Hier wordt gebruik gemaakt van een rijdframe/traverse. • Aandokken onderzijde. Aan de onderzijde is gekozen voor een beweegbare schuimrand tussen de losschuif en de vaste wal, deze mag echter de weging niet beïnvloeden.


21


• Lossen. Voor het lossen wordt gebruikgemaakt van een vlakke losschuif uit ons eigen assortiment. Variant C ? Blauw Variant C bestaat uit de volgende onderdelen. • Aandokken bovenzijde. Er is hier gekozen voor een flexibele verbinding tussen het uitdraagorgaan en het zeef. • Het zeven. Dit gebeurt d.m.v. een stationaire schud-/trilzeef, deze dient van het weegsysteem gescheiden te zijn om beïnvloeding van het wegen te voorkomen. • Buffering Voor buffering wordt gebruik gemaakt van een silo. De grootte van de silo is afhankelijk van de voorraad die men kiest. • Wegen. Als alternatief voor het wegen is er gekozen voor volumemeting, hierbij moet wel een voorziening in de automatisering aangebracht worden die rekening houdt met een naval en regels betreffende de ijkwet. • Ontluchten/Afzuigen. Omdat er niet zulke grote volumes verplaatst worden is voor de ontluchting een openpijp met filter toegepast. • Transporteren. Om te kunnen transporteren is gekozen voor een transportschroef. • Aandokken onderzijde. Ook aan de onderzijde is gekozen voor een flexibele verbinding tussen de transportschroef en de vaste wal. • Lossen. Voor het lossen wordt gebruikgemaakt van de mogelijkheden van transportschroef. Variant C ? Rood Variant C bestaat uit de volgende onderdelen. • Aandokken bovenzijde. Er gekozen voor een trechter, die d.m.v. pneumatische balgen een op en neer gaande beweging maakt van ± 50mm, tussen het uitdraagorgaan en het zeef. • Het zeven. Dit gebeurt d.m.v. een stationaire schud-/trilzeef, deze dient van het weegsysteem gescheiden te zijn om beïnvloeding van het wegen te voorkomen. • Buffering Voor buffering wordt het volume van een open goot gekozen. • Wegen. Om te wegen is hier gekozen voor een hefboomsysteem, hierbij kunnen meerdere hefbomen aan elkaar gekoppeld worden. • Ontluchten/Afzuigen. Omdat het een open goot betreft moet er bij het instorten een filterunit met een grootte zuigcapaciteit worden ingezet. • Transporteren. Ook voor het transporteren is gekozen voor een transportband.


22


• Aandokken onderzijde. Ook aan de onderzijde is gekozen voor een flexibele verbinding tussen de vlinderklep en de vaste wal. • Lossen. Voor het lossen wordt gebruikgemaakt van een vlinderklep uit ons eigen assortiment. 5.2. Selectie mogelijke oplossingen Om te bepalen welke van de in paragraaf 5.1 genoemde varianten het beste voldoet aan de variabele eisen is er voor elke variant een cijfer voor voldoening per eis aangegeven. Het cijfer varieert oplopend naar vervullingsgraad van 1t/m 4. Om het belang van de variabele eisen aan te geven wordt er een weegfactor toegekend aan iedere eis. Deze weegfactoren zijn vastgesteld aan de hand van de tabel die eerder al in paragraaf 4.3. besproken zijn. De toekenning van de punten volgens de Kesselringmethode is weergegeven in tabel 5.2. De totaalscore van elke variant is de som van de scores voor de vervullingsgraad van elke variabele eis, vermenigvuldigd met de bijbehorende weegfactor.

Aanvulling assortiment Lage kosten Standaard leveranciers

51 90 54 68 104 49 87 52 65 100

Totaal Totaal %

4 12 4 9 9 9 2 8 2

Ideaal

4 3 2

Variant D ?

12 12 12 8 16 8 16 12 8

Variant C ?

Ideaal

6 9 6 6 16 2 12 3 8

Variant B ¦

Variant D ?

6 6 6 4 4 2 12 6 8

Variant A ?

Variant C ?

3 6 9 3 3 9 3 6 9 2 4 8 4 4 16 2 2 8 4 12 16 3 6 9 2 8 6

FABRICAGE EISEN

Weegfactor

Variant B ¦

Contaminatie arm Minimale handling grondstoffen Stof arm Weinig onderhoud Nauwkeurig wegen Compacte bouw Lage batchtijd Atex Normen Laag verbruik

Totaal Totaal %

Variant A ?

FUNCTIONELE EISEN

Weegfactor

KESSELRING METHODE

8 16 9 12 6 8

15 29 15 23 36 42 81 42 64 100

Tabel 5.2. Punten toekenning volgens de Kesselringmethode


23


Na de uiteindelijke punten toekenning volgens de Kesselringmethode blijkt “variant B” (groen) de beste oplossing. De hoge waardering van variant B houdt echter niet automatisch in dat het ontwerp nagenoeg perfect is. De waardering is gegeven in relatie tot de beschikbare alternatieven. Zoals men kan zien in figuur 5.2. valt “variant D” ook nog binnen de praktische begrenzing, maar omdat de totaalwaarderingen van de twee varianten meer dan 5% uit elkaar liggen, is “variant D” wezenlijk slechter en is het daarom niet reëel om deze variant uit te werken. Visualisatie varianten

100 90

Funktioneel in %

80 70 60

Variant A ? Variant B ¦ Variant C ? Variant D ?

50 40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100

Fabrikage in % Figuur 5.2. Visualisatie praktische begrenzing


24


6. Realisatie van het ontwerp In het vorige hoofdstuk is bewezen dat variant B (groen) het beste alternatief is. Om een voorstelling te kunnen krijgen van dit alternatief (een verrijdbare bulkweger) is hieronder een beschrijving gemaakt en wordt het een en ander duidelijk gemaakt aan de hand van gegevens en berekeningen. 6.1. Beschrijving van variant B (groen) 6.1.1. Aandokken bovenzijde Een inlooptrechter die gemonteerd is op de zeef. Deze trechter is in hoogte verstelbaar die is voorzien van een capacitieve productmelder en is aan de bovenzijde voorzien van schuimrubber ten behoeve van minimalisering van stofontwikkeling tijdens het vullen van de weegbunker. Aan de onderzijde van de trechter is deze door middel van een flexibele verbinding is verbonden met de zeef. De inlooptrechter wordt electro-pneumatisch bediend. Voor het signaleren van de posities (hoog en laag) zijn twee naderingsinitiatoren voorzien. 6.1.2. Het zeven Een roterende zeefmachine, type CryloC geleverd door de firma Wynveen Int., boven de weegbunker, met een capaciteit van ca. 100 t/h of 125 t/h. De zeefmachine kan uitgevoerd worden met 1 of 2 zeefdekken, geschikt voor het afzeven van korrels in 1 of meerdere groottes, men heeft ook nog de mogelijkheid om een meeldoorvoer te kiezen. De keuze van de capaciteit, de grootte van het zeefdek en al dan niet een meeldoorvoer worden door de eindklant bepaald. Verder is de zeefmachine voorzien van een toerenwachter en is ondergebracht in een omkasting, die is afgesteund op het ondersteuningsframe. 6.1.3. Buffering De bunker is uitgevoerd met ronde hoeken om te voorkomen dat er restmateriaal in de hoeken achterblijft, de bovenafmetingen zijn ca. 2.300 x 2.300 mm, en aan de onderkant is de bunker voorzien van een doorlaat ca. 500 x 1300 mm. De inhoud van de bunker is minimaal 8000Ltr dit vanwege het weegvermogen van minimaal 4000 Kg. en een gemiddelde soortelijke massa van 500 Kg/m³ De bunker is gemaakt van 3 mm staalplaat en is voorzien van steunen voor het plaatsen van krachtopnemers en ijkcontrole gewichten. De bunker is voorzien van een ontluchtingskoker om te zorgen dat de lucht die tijdens het storten uit het onderliggende compartiment komt om te leiden tot boven de materiaalstroom. Ook is er een gruisafvoerpijp met open uitloop ten behoeve van de zeefmachine gemonteerd. Om de bunker te kunnen inspecteren zijn er twee inspectieluiken voorzien. Als optie kan er een pneumatische klopper (PKL 150-6) gemonteerd worden.


25


6.1.4. Wegen Een elektronisch weegsysteem, bestaande uit 4 krachtopnemers van elk 2000 Kg, gemonteerd tussen de bovengenoemde bunker en het rijdframe. Door middel van ondersteuningspennen wordt de bunker gefixeerd op de krachtopnemers zodat deze tijdens het rijden niet kan verschuiven. Met behulp van een indicator PR1613 wordt het gewicht digitaal uitgelezen. De indicator heeft een seriële uitgang ten behoeve van de koppeling met de bovenliggende automatisering. 6.1.5. Ontluchten/Afzuigen Een pneumatisch gereinigde luchtfilter, type DCE Spotair geleverd door de firma Torit DCE®, gemonteerd op de bovenkant van de zeef (uitblaas in open ruimte). Het filter wordt pneumatisch gereinigd en het stof valt terug in de bunker. Op aanvraag is het filter leverbaar voor zone 22 met een Atex certificaat. 6.1.6. Transporteren Een stalen rijdframe voor de X-richting, voorzien van 4 kraanwielen met een spoorbreedte van 2600 mm, diameter ø 250 mm, per 2 stuks gemonteerd op doorlopende assen. Per as is er één kraanwiel voorzien van een tandkrans en wordt aangedreven door een motorreductor, die geschikt is voor frequentiegeregelde aandrijving. Het nominale toerental van de motorreductor is afhankelijk van de door de eindklant opgegeven snelheid. Een traverse voor de Y-richting, met spoorbreedte die afhankelijk is van de breedte van de ruimte waar de bulkweger geplaatst wordt. Iedere zijde is voorzien van een wielkast. De wielkasten worden afzonderlijk aangedreven door een motorreductor, die geschikt is voor frequentiegeregelde aandrijving. Ook dit toerental is afhankelijk van de opgegeven snelheid. 6.1.7. Aandokken onderzijde Een in hoogte verstelbaar onderstofafdichtingsraam, electro-pneumatisch bedient, en door middel van een flexibele verbinding verbonden met de losschuif. De onderzijde van het raam is voorzien van schuimrubber ten behoeve van het minimalisering van stofontwikkeling tijdens het lossen van de weegbunker. Voor het signaleren van de posities (hoog en laag) zijn twee naderingsinitiatoren voorzien.


26


6.1.8. Lossen Een dubbele elektro-pneumatisch bediende losschuif met een doorlaat van ca. 500 x 1300 mm. Voor open- en dichtstandsmelding zijn vier naderingsinitiatoren voorzien. Eventueel kunnen er i.p.v. een cilinder twee cilinders geplaatst worden met de ruggen tegen elkaar (zg. back to back) dit om een extra tussenstand te hebben tijdens het lossen. 6.1.9. Beveiliging Om een beveiliging conform CE-richtlijnen te realiseren zijn er nog maatregelen nodig. Als beveiliging zijn voorzien: Twee eindstops, bestaande uit eindschakelaars en rubberen stootbuffers, waardoor de bunkerweger stopt bij de raileinden. Een trekdraad, gemonteerd rondom de bunkerweger en verbonden met eindschakelaars.. In voorkomend geval dient deze de beveiliging van de rijdmotor van de bunkerweger blijvend uit te schakelen, totdat ter plaatse een reset commando wordt gegeven. Twee zwaailichten op de weegbunker. 6.2. Gegevens bulkverlading Om uiteindelijk het ontwerp te realiseren moeten er gegevens van een eindklant beschikbaar zijn. Met behulp van deze gegevens kan bepaald worden aan welke eisen en wensen het ontwerp moet voldoen. Omdat er momenteel geen concrete gegevens bekend zijn, maar wel lopende offertes, kunnen er wel betrouwbare aannames gedaan worden. De benodigde gegevens zouden kunnen zijn: • Zonering van de locatie. (zone 22 of niet gesondeerd gebied) • Capaciteit van de fabriek • Gewenste capaciteit van de bulkverlading. • Filter gewenst. • Zeef eventueel met gruisafvoer en/of meel doorvoer. • Weegvermogen van de bulkweger. • Gebouw gegevens zoals; rijdweg, beschikbare hoogte, aantal doseerposities, enz.


27


6.3. Capaciteitsberekening Omdat er momenteel geen concrete getallen voor handen zijn ga ik in mijn capaciteitsberekening in tabel 6.2. uit van ervaringsgetallen. Capaciteitsberekening korrel Klant:

HBO Traject

Gegevens: Inhoud: Rijweg: Nominale snelheid: Capaciteit:

BUV XY Max. 4 Ton Gemiddeld 10m 0,6 m/s 70 Ton/Uur

Chargegrootte Rijden naar vulpositie Positioneren Stofafdichting boven op Vullen (125T/Uur) Stofafdichting boven neer Rijden naar leegpositie Stofafdichting beneden neer Lossen in contraset Stofafdichting beneden op Reserve Totale batchtijd Aantal minuten Capaciteit (Ton/Uur) Laadcapacitet 800T/Dag

4T 16 5 5 114 5 16 5 30 5 5 206 3,4 70 11,4

sec. sec. sec. sec. sec. sec. sec. sec. sec. sec. sec.

Uur

Tabel 6.2. Capaciteitsberekening korrels

Uit deze berekening blijkt dat er een capaciteit gehaald kan worden van 70 Ton per uur en dat er 800 Ton verladen kan worden in ±11.5 uur. In de praktijk zal de capaciteit echter hoger zijn omdat in de berekening voor de rijdweg een gemiddelde is genomen.

Figuur 6.3. Schematisch overzicht “nieuwe situatie”


28


6.4. Verbruik Om inzicht te krijgen in het verbruik van de bulkweger is in het onderstaand tabel 6.4.een duidelijk weergave van het verbruik gedaan door middel van een I/O lijst, hierbij zijn alle verbruikers weergegeven inclusief die van de opties. HBO Traject BUV XY Lijst: I/O Lijst

Naam:

Datum:

04-01-2006

Project:

Versie:

1

Anlageteil:

Gemaakt:

2

3

5,97

Phone: +31 (0)497-383818 Fax: +31 (0)497-383818

5,348

Naderingsschakelaar neer

Equipment Label

0,8

1

5/2 Magneetventiel Naderingsschakelaar op

Remarks

63,7

Stofafdichting boven

Productmelder

Air (Ndm³/min)

Closed indic. [24DC]

e-mail: [email protected] Internet: www.kse.nl

Open indic. [24DC]

double acting sol.

single acting sol.

DC [Volt]

3 Phases

AC [Volt]

Patrice de Beer

Voltage [-]

Current (A)

Power [kW]

18

Analog output

25

Analog input

Digital output

Total

Order:

Digital input

St nr. Description

KSE Protech Rondweg 27 , NL-5531 AJ Bladel

0,087

1 1 1

0,200

x

24

x x

24

0,200

24

0,200

24

x x

Gewichtsuitlezing Junction box

1

Gew ichts-indicator (Philips)

12

x

24

x

24

x

Philips PR 1613

Enleerungsschieber

3,7

1

5/2 Magneetventiel Naderingsschakelaar open Naderingsschakelaar dicht

0,087

1 1

x x

0,200

24

0,200

24

1

0,087

24

x

x

1

0,087

24

x

x

0,200

24

0,200

24

x

Klopper

1,1

3/2 Magneetventiel Stofafdichting onder

0,8

5/2 Magneetventiel Naderingsschakelaar op Naderingsschakelaar neer

1 1

x x

Crylocsieb 125T/H + Mehldurchlaß Motor Frequentieregelaar Toerenwachter

3,00

1 1

Naderingsschakelaar dicht

x

400

1

2

Magneetventiel (dubbelwerkend) Naderingsschakelaar open

3

1 1

24

x

24

x

0,200

24

0,200

24

x x x

Filterunit DCE Spotair Type SA-F50 HF

51,5

1

Ventilatormotor

0,75

400

Besturingskast

x

x

230

Rijdframe Motor Thermistor

0,37

230/400

x

x

230

x

x

0,37

230/400

x

x

230

x

x

1

Rem Motor Thermistor

1

Rem Frequentieregelaar Naderingsschakelaar Eindschakelaar Eindschakelaar Trekkoordschakelaar

1 1 1 1 1

3

1 0,200

Zwaailamp

24

x x x

24

1 1

Zwaailamp

x

24 24

1,500

24

x

1,500

24

x

Traverse Motor Thermistor

0,37

230/400

x

x

230

x

x

0,37

230/400

x

x

230

x

x

0,37

230/400

x

x

230

x

x

0,37

230/400

x

x

230

x

x

1


1


1


1

Rem Frequentieregelaar

1

Eindschakelaar

1 1

Laser Eindschakelaar

3

1 1

24

x

24

x

24

x

4-20 mA

Tabel 6.4 I/O lijst van de verrijdbare bulkweger


29


7. Conclusies en aanbevelingen 7.1. De verrijdbare bulkweger X-Y De ontworpen X-Y verrijdbare bulkweger is een snelle weger c.a. 800 ton per shift, tegenover de “oude situatie”500 ton per shift, hiermee kan een capaciteitswinst van c.a. 160% behaald worden. Door zijn compacte bouw is deze naar verwachting zonder al te veel moeite in bestaande gebouwen te plaatsen. En doordat de bulkweger uit standaard modules is opgebouwd zal de doorlooptijd op de engineeringafdeling kort zijn. De engineeringuren worden geschat, afhankelijk van de complexiteit van de weger, tussen de 80 en 120 uren Door de gekozen opzet van afzuigen en aandokken aan zowel de boven- als onderzijde kunnen we stellen dat er een “stofarme”be- en ontlading plaats vindt. Uit testen met de afzuiging is echter wel gebleken dat er een valseluchtklep gemonteerd moet worden, op het zeef tegenover de filterunit, dit om de invloed op het wegen te minimaliseren. Door bij het indoseren en lossen van het product gebruik te maken van alleen de zwaartekracht, hiermee wordt het product niet geforceerd en is de kans op breuk van de korrels nihil, dit is belangrijk voor de kwaliteit van het product. De efficiëntie en de snelheid van de bulkweger zijn gebaseerd op het eigen besturingssysteem Promas ST. Als de bulkweger aangestuurd wordt door derden zal de praktijk uit moeten wijzen of de berekende capaciteit gehaald kan worden. De levensduur is vooraf niet goed te bepalen. Naar verwachting zal de werkelijke levensduur minimaal 10 jaar bedragen. Extra controles bij de klanten zijn aan te bevelen om eventuele kinderziektes en onvolkomenheden zo snel mogelijk in kaart te hebben zodat er gepaste maatregelen getroffen kunnen worden.


30


7.2. Het 3D traject Na de afgelopen maanden de nodige uren (zo’n 500 uren) te hebben ontworpen met Invetor 9 Pro ben ik tot de conclusie gekomen dat een 3D pakket sterk de aanbeveling verdient. Zeker omdat er met een dergelijk pakket de nodige tijdswinst te behalen valt (c.a.30%). Er is ook nog een aanzienlijke besparing te behalen door een verminderde kans op fouten (min. 10%). Ook begint ons eigen 2D pakket (Acad Mech 2000) verouderd te raken en kan niet zondermeer geupdate worden, er zal dus binnen afzienbare tijd er een investering gedaan moeten worden om het pakket te moderniseren. Een ander aspect is, dat men een professionelere uitstraling heeft naar de buitenwereld. In de onderstaande tabel 7.2. is de terug verdien periode uiteen gezet. Break-even point berekening 3D pakket Berekening:

Investeringskosten Eenmalige kosten Jaarlijkse kosten

Uitgaande van:

licenties

4

à

€ 7.140,00

€ 28.560,00

Aantal halve dagen training

4

à

€ 1.000,00

€ 4.000,00

Onderhoud en update

4

à

€ 1.607,00

€ 6.428,00

Opwarderen computer

4

à

€ 500,00

€ 2.000,00

Om de werkelijke kosten te bekijken moeten deze bedragen terug worden gebracht per dag of per uur. Berekening met afschrijving 3 jaar methode Uitgaande van

licenties 3D

Het investeringsbedrag Restwaarde Afschrijving 3 jaar 90% : 3 Stel rentevoet Afschrijving per jaar Afschrijving per maand licenties 3D Kosten per maand Kosten per dag Kosten per uur Kosten per uur per systeem

4

à

€ 7.140,00

€ 28.560,00

4

à

€ 7.140,00 Per maand per dag per uur per systeem

€ 28.560,00 € 928,20 € 44,20 € 5,53 € 1,38

à

€ 1.607,00 Per maand Per dag Per uur Per systeem

€ 6.428,00 € 535,67 € 25,51 € 3,19 € 0,80

à

€ 2.000,00 € 166,67 € 7,94 € 0,99 € 0,25 € 36.988,00 € 702,33 € 33,44 € 9,71 € 2,43

100% 10% 30% 9% 39% 3,25% aantal 3,25% 21 8

Onderhoud en update Kosten per maand Kosten per dag Kosten per uur Kosten per uur per systeem

12 21 8

Opwardere n computers Kosten per maand Kosten per dag Kosten per uur Kosten per uur per systeem

12 21 8

€ 28.560,00 werkdagen uur aantal

4

werkdagen uur aantal

4

aantal

4

werkdagen uur aantal

4

€ 500,00 Per maand Per dag Per uur Per systeem

4

Per dag Per uur Per systeem

De totale kosten op afschrijving en jaarlijkse kosten Kosten per maand Onderhoud, Update, Systeem Kosten per dag 21 werkdagen Kosten per uur 8 uur Kosten per uur per systeem aantal

De kosten per werknemer met een systeem gaan met Gemiddelde kosten per werknemer per uur Gemiddeld aantal uren Gemiddelde jaarlijkse kosten

4

aantal

€ 2,43

per uur omhoog.

€ 42,00 1600 € 67.200,00

Aantal werknemers met hoog rendement Stel een versnelling van 30% per werknemer (dit is laag ingeschat) 480 uur per werknemer à € 42,00 1440 uur per werknemers à € 42,00

3 € 20.160,00 € 60.480,00

Fouten Reductie 20% (dit is laag ingeschat) aantal fouten per jaar kosten per fout denk aan inefficiente uren materiaal boetes?

10 à

€

1.000,00

Totale besparing per jaar:

Het break-even point zit bij +/Als de inwerk/training periode wordt meegerekend +/-

€

2.000,00

€ 62.480,00

7 8

Maand maand.

Tabel 7.2 Break-even point berekening 3D pakket


31


Bijlage 1 Informatiebronnen De onderstaande literatuur en websites zijn gebruikt: Boeken • Boeklagen, Ir. R., Inventor 9 TEC/CADCollege, Nijmegen ISBN 90-72487-43-5 •

Boeklagen, Ir. R., Inventor 10 TEC/CADCollege, Nijmegen ISBN 90-72487-47-8

•

Colijn, Hendrik, Weighing and proportioning of bulk solids Pitsburg, Pa. USA ISBN 0-87201-914-4

•

Mühlen- und Mischfutterjahrbuch

•

Siers, F.J., Methodisch ontwerpen volgens H.H. van den Kronenberg Oldenzaal ISBN 90 01 50901 0

•

PBNA, Polytechnisch Zakboekje ISBN 90 6228 2172

Overige documentatie Het nieuwe wegen, artikel tijdschrift de molenaar Modernisering mengvoederproductie, artikel tijdschrift CAV Den Ham de Weert, O, Blenden, artikel productschap voor veevoeder den Hartog, ing. J.,Wat wil de boer met zijn voer, artikel productschap voor veevoeder Internet • www.cadcollege.nl • www.inventorusers.nl • www.powderandsolids.com • www.demolenaar.nl • www.nmi.nl • www.weegtechniek.nl


32


Bijlage 2 Verklarende woordenlijst Artikel Aspiratieproblemen Batch

Bulkgoederen

Contaminatie Doseerlocatie

Feedindustrie Full loadcell Grondstof Hefboomsysteem Indicator Kettingtransporteur Klopper Krachtopnemer Lintmenger Loadcell Melasseren Ontmenging Premix Recept Silo Transportband Uitgeven

: Artikel is de verzamelterm voor grondstof, voormengsel, gereedproduct en halffabrikaat. : Problemen die ontstaan door verplaatsing van grote hoeveelheden lucht. : Een batch vertegenwoordigt een (deel van een) productieopdracht. Als een productieopdracht te groot is om in één keer samengesteld en geproduceerd te worden dan wordt het opgedeeld in meerdere batches. : Grondstoffen die in grotere hoeveelheden getransporteerd en opgeslagen worden, vaak in poeder- of korrelvorm. : Ongewenste vermenging van achtergebleven grondstoffen met een andere grondstof van een nieuwe batch. : Een doseerlocatie is een plaats in het proces waar materiaal toegevoegd wordt aan het proces. Bijv. een weger of vloeistofdosering. : Mengvoeder- en premixindustrie. : Het wegen door directe krachtoverdracht op een krachtopnemer. : Een grondstof is een enkelvoudig artikel. : Weegsysteem met overbrengingen zodat krachten gesommeerd en gereduceerd worden. : Digitale uitlezing waarmee het actuele gewicht afgelezen kan worden en die gekoppeld is aan de loadcells en aan de besturing. : Machine voor verplaatsing van stortgoedmaterialen met behulp van een speciale ketting met meenemers. : Pneumatisch aangedreven hamermechanisme op een bunkerwand voor het schoon kloppen van de wand. : Elektronisch meetinstrument voor het meten van kracht. : Mengmachine waarbij “spaken” met daaraan de linten op een roterende as bevestigd zijn. : Zie krachtopnemer. : Het coaten van korrels met melasse. : Scheiding van kleine deeltjes van grotere deeltjes. : Samengestelde grondstof. : Een recept bevat alle receptafhankelijke gegevens die nodig zijn voor de productie van een gereedproduct. : Een silo is een opslagplaats voor materiaal. : Machine voor verplaatsing van stortgoedmaterialen met behulp van een speciale band. : Het productierijp maken van het tekeningenpakket.


33


Bijlage 3 Tekeningen


34


Bijlage 4 Info. Toeleveranciers • • • •

Endress & Hauser Revere Stijma Torit DCE


35


Bijlage 5 Normen • Machinerichtlijn • Atex-richtlijn


36


Bijlage 6 Weegtechniek


37

BULKWEGER VERRIJDBAAR X-Y Type: BUV-XY

Recommend Documents