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Verfahrenstechnik 3/2016

Verfahrenstechnik 3/2016

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Unerschütterliche Messtechnik Optimierung einer Mahlanlage mit einem digitalen Drehflügel-Füllstandmesser Hans-Heinrich Westphal Die Konstruktion einer Mahlanlage stellte die Experten vor eine messtechnische Herausforderung: Gesucht wurde ein Füllstandmesser, der gleichermaßen unempfindlich auf hohe Staubentwicklung und sensibel auf Schüttgut reagiert. Die individuellen Eigenschaften von Schüttgütern sind für die empfindliche Technik vieler Füllstandmessgeräte ein Hindernis im Produktionsprozess. Stoffe wie Zucker, Mehl oder Pellets unterscheiden sich erheblich voneinander – beispielsweise im Hinblick auf Körnungsgrad, Feuchtigkeit oder Fließfähigkeit. Wer auf die herkömmliche Füllstandmesstechnik setzt, muss bei der Wahl des optimalen Geräts viele Faktoren bedenken: Das Gerät muss unempfindlich gegenüber spezifischen Schüttguteigenschaften sein und dabei den täglichen Belastungen standhalten. Zusätzlich beeinflussen weitere Einflussgrößen, wie die Umgebungstemperatur oder die Luftzufuhr, das Zusammenspiel von Messgerät und Messgut. Autor: Hans-Heinrich Westphal, Geschäftsführer, MBA Instruments GmbH, Quickborn Als Spezialist für Messtechnik und Material- Handling beschäftigt sich die MBA Instruments GmbH täglich mit den Anforderungen an Füllstandmessgeräte sowie mit der Weiterentwicklung ihrer Systeme. Das Ziel, einen zuverlässigen Drehflügel für sich stark unterscheidende Schüttgüter zu entwickeln, hat das Unternehmen mit der Produktion der neuen Geräteserie MBA800 verwirklicht. Hierfür haben die Quickborner Ingenieure den herkömmlichen Aufbau grundlegend überdacht und dadurch einen Technologiewechsel innerhalb des seit Jahrzehnten bewährten Messverfahrens vollzogen. Bewährte Techniken werden eins in neuem Konzept Die Grundlage des neuen Messgeräts bildet zum einen der bewährte Drehflügel. Das Gerät ist von großer Bedeutung für MBA Instruments und gehört zum festen Angebotsspektrum des Unternehmens. Bereits im Jahr 1939 wurde das Prinzip der Grenz­ standmessung mit einem Drehflügel bei der Maihak AG unter dem Namen „Maihak Bunkerstand Anzeiger“ entwickelt. Dessen Abkürzung „MBA“ stand Jahre später Pate für die Benennung der MBA Instruments GmbH. Das über Jahrzehnte erprobte Messverfahren hat sich seitdem in zahlreichen Anwendungen bewährt und wurde vielfach kopiert. Die neue Technologie der MBA800-Serie setzt zudem erstmals auf eine neue Komponente: den Schrittmotor. Seine Zuverlässigkeit und Verschleißfreiheit hat der Motor bereits in der Raumfahrt- und Automobilindustrie unter Beweis gestellt. Die Entwickler führten bei der Füllstand- Geräteserie MBA800 das bewährte Messverfahren und die erprobte Antriebstechnik erfolgreich zusammen. Ein besonders wirkungsstarkes Detail ist die dem Schrittmotor eigene, integrierte Magnet-Rutschkupplung. Durch das abgeschlossene Gehäuse und den berührungslosen Antrieb können Staub, Wasser und Schüttgut nicht eindringen – ein mechanischer Verschleiß ist mit diesem Aufbau ausgeschlossen. Auch andere Komponenten profitieren von der Bauweise: Federn sind nicht mehr notwendig, mechanische Kontakte sind überflüssig und die Kraftübertragung erfolgt berührungslos über die Magnetspulen des Schrittmotors. Das Gerät verfügt darüber hinaus über eine Atex-Zertifizierung und ist für explosionsgefährdete Bereiche und Staub-Ex-Zonen geeignet. Robuster Aufbau bewährt sich in der Praxis Das raffinierte Gerätekonzept bietet einige Vorteile, wie der Einsatz des MBA800 bei der Tietjen Verfahrenstechnik GmbH zeigt. Mit seiner jahrzehntelangen Erfahrung im Bereich der mechanischen Stoffaufbereitung entwirft das Unternehmen zuverlässige Lösungen für seine Kunden. Den Füllstandmesser MBA800 setzt Tietjen bei der Konstruktion von Mahlanlagen ein, die je nach Kundenwunsch individuell optimiert werden. Auch wenn das Unternehmen diverse Anlagentypen anbietet, so erfüllen diese alle verlässlich die gleichen Qualitätsanforderungen: Sie sind äußerst langlebig und zuverlässig. Um hohe Standards einzuhalten, müssen auch die in den Anlagen eingesetzten Messgeräte robust sein und im Langzeittest einwandfreie Messungen ermöglichen. Für komplexe Aufgabenstellungen im Anlagenbau verwendet Tietjen die MBA-Mess­ 34 VERFAHRENSTECHNIK 3/2016

02 Die Zyklone einer Mahlanlage 01 Der digitale Elektronikflügel MBA800 misst in nahezu allen Schüttgütern den Füllstand technik in den zwei Kernbereichen „Trockenvermahlung mit Luft“ und „Nassvermahlung mit Wasser“. Im Rahmen einer Mühlenkonstruktion für die traditionsreiche Pfleiderer AG und ihr Gütersloher Werk führte der Füllstandmesser MBA800 die Firma Tietjen zur Lösung eines Problems, das mit herkömmlicher Messtechnik nicht zu bewältigen war. Das ursprüngliche Messgerät wurde im Zy klon, dem Fliehkraftabscheider einer Mahlanlage, eingesetzt. Die Herausforderung: das Messgerät musste unempfindlich gegenüber hoher Staubentwicklung sein und dabei konstant messen. Aufgrund der gleichzeitigen Zufuhr von Luft und Material innerhalb des Trichters kam es zu starken Verwirbelungen. Das Messgerät reagierte hierauf mit Fehlermeldungen und schaltete ab; zahlreiche Neustarts der Mühle waren erforderlich. Keine Verklebungen, konstante Messergebnisse Das Problem der Abschaltung und der dadurch notwendig gewordenen Überprüfung mit anschließendem Neustart löste Tietjen, indem das ursprüngliche Messgerät durch den MBA800 ersetzt wurde. Der Drehflügel überzeugte schnell durch seinen unkomplizierten Einbau – und seine zuverlässigen Messwerte. „Durch seinen Drehrichtungswechsel arbeitet der MBA800 äußerst sen sibel und konstant. Unabhängig davon, ob Schüttgut auf das Paddel fällt oder ob es direkt im Schüttstrom eingesetzt wird, liefert der MBA800 konstant Mess ergebnisse. Der Schrittmotor dreht, misst und reagiert mit dem Wechsel der Drehrichtung und läuft dann wieder an“, berichtet Marco Schätzel, Elektrotechniker bei Tietjen Verfahrenstechnik. Er erläutert weiter: „Der Drehflügel schaltet tatsächlich erst, wenn die Welle in beide Laufrichtungen blockiert wird. Darüber hinaus gibt es keine Verklebungen am Messgerät und die hohe Staubentwicklung bereitet dem Drehflügel keinerlei Schwierigkeiten.“ Die Nutzerfreundlichkeit des Messgeräts zeigt sich außerdem in Form von wählbaren, voreingestellten Parameterkombinationen, die den Einsatz in nahezu allen Schütt gütern ermöglichen. Diese individuellen, aufeinan der abgestimmten Voreinstellungen der Para meter des Schrittmotors hinsichtlich Schaltverhalten, Drehzahl, Stillstand er ken nung, Dreh richtung und Freilauftest sind mit acht Parametersets frei wählbar. Erstmalig wurde so ein Füllstandmessgerät entwickelt, das unabhängig von der Größe des Paddels Messungen durchführt. Auch Rückstaumessungen in engen Fallrohren sind dadurch möglich und erleichtern die Förderung von Schüttgütern erheblich. Der Produktionsprozess wird durch den MBA800 erheblich verbessert und unter anspruchsvollen Bedingungen leistet der digitale Elektronikflügel zuverlässige Arbeit. www.mba-instruments.de

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