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Verfahrenstechnik 3/2016

Verfahrenstechnik 3/2016

Universelle

Universelle Schüttgutförderung mit Vakuum Weiterentwicklungen erleichtern das Pulver-Handling 01 Mobiler Vakuumförderer (rechts) in höhenverstellbarem Fahrwagen (Mitte) bei der Vor-Abnahme im Herstellerwerk Thomas Ramme Der Transport von den unter schiedlichsten Pulvern, Stäuben und Granulaten erfordert ein flexibel einzusetzendes, nach dem Baukastenprinzip konzipiertes Fördersystem. Für diese Fälle bieten sich pneumatische Lösungen an. Mechanische Fördersysteme scheiden bei anspruchsvollen Aufgaben häufig aus, da sie zu viel Reibung mit dem Schüttgut verursachen oder unhygienisch sind. Für diese Fälle eignen sich pneumatische Fördersysteme. Sollen darüber hinaus feine Farbpulver, grobe Agglomerate, schwere Eisenpulver und Stoffe wie Titandioxid oder Ruß befördert werden, müssen die bekannten Verfahren optimiert und angepasst werden. Das Resultat ist ein prozesssicheres, pneumatisches Pulvertransportsystem zur patenten Lösung viel ­ fältiger Förder aufgaben, das zusätzlich mit Baumusterprüfbescheinigung für den Einsatz in allen relevanten Staub- und Gas-Ex-Zonen geeignet ist. Autor: Dipl.-Ing. B.Eng.(Hons.) Thomas Ramme, Vertriebsleiter, Volkmann GmbH, Soest Hinter den einfachsten physikalischen Prinzipien verbirgt sich häufig ein ungeahntes Problemlösungspotenzial für die tägliche Betriebspraxis. Im Gegensatz zu aufwändigen und wartungsintensiven elektromechanischen Konstruktionen zur Erzeugung von Unterdruck ist das Funktionsprinzip des mehrstufigen druckluftbetriebenen Ejektors sehr einfach: Das Treibgas p+, in der Regel Druckluft mit 4–6 bar, tritt in das Pumpengehäuse ein und durchströmt die erste Düsenstufe. Diese besteht aus einzelnen Lavaldüsen. Zunächst wird die Druckluft im Unterschallbereich der Düsen durch die Querschnittsverengung so stark beschleunigt, dass im engsten Querschnitt die Schallgeschwindigkeit erreicht wird. Die Umkehrung der Strömungsverhältnisse im Überschallbereich wird im nachfolgenden Diffusor berücksichtigt. Hier führt die nun folgende Querschnittserweiterung zu einer weiteren Geschwindigkeitssteigerung, sodass am Austritt der ersten Düsenstufe Überschallgeschwindigkeit erzielt wird. Der mit der hohen Geschwindigkeit konvergierende starke Druckabfall erlaubt das Erreichen eines hohen, möglichen Unterdruckes, was insbesondere bei der Pfropfenförderung wichtig ist. Die nun folgenden drei bis vier weiteren Düsenstufen nutzen die vorhandene hohe Strömungsenergie zusätzlich, um die Saugluftmenge der Pumpe zu vervielfachen, ohne eine weitere Energiezufuhr zu beanspruchen. Durch die Reihenschaltung von mehreren einstufigen Ejektoren mit jeweils unterschiedlicher Charakteristik entsteht ein leistungsstarker Multijector mit breiter nutzbarer Kennlinie. Lange Lebensdauer Damit ergeben sich gerade für die Vakuumförderung wichtige Eigenschaften. Zunächst erlaubt die mehrstufige Konstruktion einen für Ejektoren bisher nicht zu erreichenden hohen Wirkungsgrad. Neben dieser höchsten Effizienz ist es außerdem entscheidend, dass Multijectoren keine drehenden Teile besitzen, keine Schmierung und Wartung benötigen und im Betrieb auch keine Wärme entwickeln. Folglich ergibt sich eine extrem lange Lebensdauer gegenüber konventionellen Gebläsen oder Pumpen. Zudem ist dieses Vakuumerzeugungsprinzip vollkommen zündquellenfrei. Mithilfe aufwändiger Strömungssimulation und langjähriger empirischer Optimierung wurde ein verbessertes Düsensystem konzipiert, das den Druckluftbedarf senkt und die Saugleistung erhöht. Die Auswahl verschiedener Werkstoffe und der bewusste Verzicht auf Kunststoffdüsen stellt auch unter rauen Einsatzbedingungen die gewohnte Langlebigkeit der Multijectoren sicher. Es existiert wohl keine andere Art der Schüttgutförderung, mit der sich so viele verschiedene und schwierige Produkte fördern lassen. Weiterhin ist es mit den Edelstahlbehältern der neuesten Generation besonders einfach, unterschiedliche Pulver oder Granu­ 14 VERFAHRENSTECHNIK 3/2016

VORBERICHTE I POWTECH late mit dem gleichen Fördersystem zu transportieren. Eine ungewollte Vermischung verschiedener Ansätze wird vermieden, da alle Teile ohne Werkzeug einfach zu zerlegen und zu reinigen sind. Selbst das verwendete strapazierfähige Filtermaterial erlaubt die nasse Reinigung mit Hochdruck oder im Ultraschallbad. Staubfreie Förderung Das physikalische Prinzip der pneumatischen Vakuumförderung ist schon von Haus aus staubarm, da sich bildende Stäube mit eingesaugt werden. Anders als bei der Druck ­ förderung kann der Produktvolumenstrom nicht in die Umgebung geblasen werden. Verschiedene Adaptersysteme sorgen dafür, dass auch bei der Entleerung des Saugförderers kein Staub nach außen tritt. Folglich lassen sich auch extrem feine Stäube wie Tonerpulver oder Palladiumasche fördern. Bei der Konstruktion spezieller Abscheidebehälter für Vakuumförderer in Edelstahl­ Modulbauweise wird insbesondere auf eine durchgehende elektrische Leitfähigkeit geachtet. Die zahllosen Kombinationsmöglichkeiten zur optimalen Lösung der fördertechnischen Aufgabe stellen damit auch für den Ex-Bereich eine sichere Variante dar. Alle Module werden bei der Montage so miteinander verbunden, dass nur ein zentraler Erdungsanschluss benötigt wird. Gegenüber einem „starren“ Behälterkonzept bestehen weiterhin die Vorteile des geringen Gewichtes, der einfachen Zerlegbarkeit und Reinigung sowie der größeren Flexibilität. So können z. B. standardisierte Schleusen zur sicheren Einbringung des Fördergutes in Reaktoren einfach adaptiert werden. Die Filteraufnahme ist ebenfalls elektrisch leitfähig in den Abscheidebehälter integriert. Das Baukastenprinzip ermöglicht den Einsatz der unterschiedlichsten Filter. Optimaler Materialfluss Multijector Vakuumförderer lassen sich beliebig mit weiteren Pulver-Handling­ Lösungen kombinieren. Über spezielle Feeding-Rohrbögen wird direkt an Big-Bag-(FIBC)- Entleerstationen angedockt und abgesaugt. Das ohnehin vorhandene Vakuum kann zusätzlich zur Entstaubung beim An- und Abdocken der Big-Bags genutzt werden, um dem Ziel einer staubfreien Umgebung näherzukommen. In ähnlicher Weise werden mit Pulver gefüllte Container (IBCs) direkt durch das Absetzen einfach an einen speziellen Saugschuh staubdicht ange­ dockt und per Vakuumförderer automatisch entleert. Sind kleinere Batchgrößen gefragt, erfolgt die Materialaufgabe häufig über eine spezielle Sackschütte. Diese ist ähnlich wie die Vakuumförderer modular aufgebaut, sodass sie sich optimal an die Art der Sack- Entleerung anpassen lässt. Alternativ kann eine Sauglanze verwendet werden, mit der der Bediener direkt Pulver aus den unterschiedlichsten Gebinden fördert. Ist neben dem reinen Fördervorgang auch eine Ermittlung der geförderten Menge gewünscht, wird aus dem Saugförderer ein Conweigh-System. Bei dieser Saugwaage befindet sich der Abscheider in einem störkraftkompensierenden Halterahmen. Das eingeförderte Produkt wird gravimetrisch über Wägezellen erfasst. Neben Restmengenoptimierung und Feinstromregelung ist die intelligente Steuerung auch in der Lage, verschiedene Pulverdaten zu speichern, sodass selbst komplexe Rezepturen förderbar sind. Alternativ erfolgt beim Conweigh die Kommunikation mit einem übergeordneten Prozessleitsystem. Diese Sonderlösungen und Kombinationen sind auch in Varianten erhältlich, die für den Einsatz im Ex-Bereich geeignet sind. Kontinuierliche Absaugung Neben der bekannten, diskontinuierlichen Saugförderung lässt sich durch eine einfache Kombination von zwei Abscheidebehältern auch die kontinuierliche Förderung realisieren. Diese Konstruktion erhöht drastisch die erreichbare Förderleistung (bis 10 t/h) und setzt Maßstäbe bezüglich der realisierbaren Förderhöhen und -strecken. Darüber hinaus gibt es zahlreiche stetig ablaufende Produktionsprozesse, bei denen die Absaugung ebenfalls kontinuierlich erfolgen soll. Wenn die Absaugung, der Transport und die Beschickung prozessbedingt kontinuierlich ablaufen müssen, wird der Vakuumförderer mit einem kontinuierlichen Austragsorgan konfiguriert. Multijector Vakuumförderer lassen sich ohne besonderen Aufwand mit zahllosen anderen mechanischen Verfahrensschritten kombinieren. Dazu gehören beispielsweise Schutzsiebe, Siebmühlen, Metalldetektoren, Fass-Entleersysteme, Aufgabestationen, und Mischer, um nur einige wenige zu nennen. Halle 3A, Stand 109 www.volkmann.info 02 Big-Bag-Entleerstation BBU, optimiert für den Einsatz in Kombination mit einem Pulvertransportsystem © REMBE | All rights reserved T +49 2961 7405-0 info@rembe.de Made in Germany Ihr Spezialist für EXPLOSIONSSCHUTZ und DRUCKENTLASTUNG Consulting. Engineering. Products. Service. Gallbergweg 21 | 59929 Brilon, Deutschland F +49 2961 50714 | www.rembe.de

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