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Verfahrenstechnik 9/2017

Verfahrenstechnik 9/2017

Abgewinkelt Steter

Abgewinkelt Steter Fortschritt bei der Füllstandmessung Auch wenn sich Drehflügelmelder seit über 70 Jahren als robust und sicher bei der Füllstandmessung von Schüttgütern zeigen, gibt es für Hersteller bei der Produktoptimierung keinen Stillstand. Immer neue hochkomplexe Aufgabenstellungen erfordern eine fortlaufende Verbesserung der Geräte. F rank Wengler ist leitender Produktmanager bei der MBA Instruments GmbH und erfahren innerhalb der Prozessoptimierung. Sein aktuelles Projekt: die Weiterentwicklung der MBA800-Drehflügelserie. Bereits mit ihrer Einführung wurde ein Technologiewechsel eingeläutet, da sie auf neuartiger Schrittmotor-Technik basiert. Nach der erfolgreichen Atex-Zertifizierung der Geräte haben sich die Ingenieure nun der nächsten Produktverbesserung angenommen – die Lösung präsentiert MBA Instruments auf der diesjährigen Powtech in Nürnberg: Ab sofort ist der MBA800 mit neu konzipiertem Winkelausleger verfügbar. Autor: Andreas Heckel, Geschäftsführung, MBA Instruments GmbH, Quickborn „Das Prinzip des Drehflügelmelders hat sich in vielen Applikationen gegenüber anderen Technologien durchgesetzt“, weiß Frank Wengler. „Alle Funktionen unserer Geräte werden ständig getestet und erweitert – dabei vertrauen wir selbstverständlich auch auf Kundenberichte. Nur so konnte es gelingen, aus den guten mechanischen Drehflügelmeldern die besseren digitalen Drehflügelmelder der MBA800-Serie zu entwickeln“, erläutert Wengler. Die Drehflügelserie des MBA800 hebt sich vor allem durch den Einsatz eines Schrittmotors von herkömmlichen Modellen ab. Die Umpolung der Elektromagnete im Motor treibt die Welle Schritt für Schritt voran. „Anders als Synchronmotoren mit mechanisch beweglichen Teilen bieten Schrittmotoren den Vorteil, dass ihre Funktionen nicht durch Vibrationen beeinflusst werden“, erklärt der Produktmanager. Die gesamte Serie ist unempfindlich gegenüber Erschütterungen, wie eine Vi brations- und Schock-Prüfung bei 29G bestätigte. „Allein dadurch eröffnen sich neue Einsatzbereiche, die mit den vorherigen Drehflügelmeldern undenkbar gewesen wären“, so Wengler. Neu gedacht Beim aktuellen MBA800 wurden viele mechanische Komponenten verbannt. Dazu gehören die Rutschkupplung, die Rücklaufsperre, das Getriebe und der schwenkbar gelagerte Motor. Es gibt keine Verschleißteile mehr, das Gerät ist außerordentlich robust und nahezu wartungsfrei. Optimiert wurde auch die Motorbefestigung: Zuvor wurde der Motor von der Motorwelle gehalten. Der Motor des MBA800 ist fest auf das Gehäuse aufgeschraubt und hält starken 36 VERFAHRENSTECHNIK 9/2017

POWTECH I TOP-THEMA Vibrationen stand. Auch das Motorkabel wurde angepasst – bei den MBA800-Modellen ist es statisch. Nur bei der MBA800-Serie ist außerdem eine magnetische, berührungslose Rückkopplung im Einsatz. Verschleiß wird so entgegengewirkt. „Völlig neue Möglichkeiten ergeben sich darüber hinaus durch den Drehrichtungswechsel. Dabei rotiert die Welle nicht mehr um 360°, sondern wechselt einfach die Drehrichtung, sobald der Flügel auf ein Hindernis trifft“, erklärt Wengler. Das führt zu einer erhöhten Messsicherheit, denn erst wenn der Flügel blockiert wird, meldet der Sensor „voll“. In der Basisversion dieses Dreh flügelmelders sind acht Parameter- Sets zusammengefasst – für verschiedene Einsatzmöglichkeiten. Individuelle Anpassungsmöglichkeiten bestehen für Drehzahl, Drehrichtungswechsel, Reaktionszeit und Schaltverzögerung. Nur das Drehmoment bleibt separat einstellbar. Dadurch entstehen zusätzliche Vorteile hinsichtlich der Anpassung an die Fließfähigkeit und Dichte des Schüttguts: Das Miniaturpaddel des Drehflügels misst unbeeinflusst vom Gewicht des Schüttguts. Fortschrittliche Messung Mit der Entwicklung des Winkelauslegers für den MBA800 wird vor allem dem Festsetzen von Schüttgut am Flügel entgegengewirkt, denn: Schüttgut liegt nicht immer bewegungslos im Silo. Der MBA-Produktmanager verbildlicht den Vorgang: „Bei der Befüllung fällt das Schüttgut viele Meter nach unten und bei der Entnahme zieht das Schüttgut am Flügel.“ Die Lösung: Der neue MBA-Winkelausleger schützt Welle und Flügel vor herabfallendem Schüttgut durch ein Dach, das durch die Kombination der Geräte direkt über ihnen montiert ist. So ist eine genaue Füllstandmessung jederzeit sichergestellt. Der Flügel im Winkelausleger ist zudem um 90° nach unten gerichtet und dadurch bestens für den waagerechten, seitlichen Einbau in Silos geeignet. Eine weitere Besonderheit gegenüber klassischen Modellen: Statt den Flügel an einer Welle in einem Schutzrohr zu platzieren, hat der neue MBA800-Winkelausleger eine umgedrehte und nach unten geöffnete V-Form. Frank Wengler kennt auch hier die Vorteile: „Das Material verzieht sich nicht und ist deutlich stabiler. Es hält auch schweren Schüttgütern stand. Dieser neue Winkelausleger kann sogar direkt im Schüttstrom eingesetzt werden – das fallende Schüttgut beeinflusst die Messung nicht.“ Erst wenn sich ein Schüttkegel von unten aufbaut, erreicht das Schüttgut den Flügel und der MBA800 schaltet zuverlässig einen Rückstau. Die einfache, aber wirkungsvolle Anordnung von Welle und Flügel unterhalb des Im Einsatz V-förmigen Winkelausleger-Daches und im nach unten gerichteten 90°-Winkel konnte erst mit der neuen Drehflügelgeneration MBA800 durch den Schrittmotor realisiert werden – eben weil die Welle bei diesen Geräten nicht dreht, sondern hin und her schwenkt. Die durchdachte Gerätekombination zeigt die Unerlässlichkeit einer fortlaufenden Analyse und Weiterentwicklung der Messtechnik. Dank des neuen Winkelauslegers können die modernen Füllstandmessgeräte MBA800 nun in noch mehr Schüttgütern zum Einsatz kommen. Halle 4, Stand 530 www.mba-instruments.de 01 Die Drehflügelserie hebt sich vor allem durch den Einsatz eines Schrittmotors von herkömmlichen Modellen ab 02 Der Winkelausleger schützt Welle und Flügel vor herabfallendem Schüttgut durch ein Dach Die Anwendung des MBA800 mit Winkelausleger bei einem niederländischen Unternehmen aus dem Bereich erneuerbare Energien. In welchen Schüttgütern setzen Sie die Geräte aus der MBA800-Serie ein? Es handelt sich hier um ein Gemisch aus Biomasse und feinem Sand, das unter Ausschluss von Sauerstoff ultrahoch erhitzt wird (bis 500 °C). Das Gemisch ist nicht homogen und von sehr unterschiedlicher Konsistenz. Welche Technologie hatten Sie vorher im Einsatz und warum haben Sie sich für einen Wechsel entschieden? Zuvor wurden die Füllstände im Prozess mit kapazitiven Sonden direkt im Schüttstrom erfasst. Diese waren leider nicht zuverlässig genug für diese besondere Anwendung – der Abgleich war sehr aufwändig und durch das inhomogene Material konnte kein sicheres Schalten erreicht werden. Was sind für Sie die Vorteile des MBA800 und wie wird Ihnen der neue Winkelausleger helfen? Der MBA800 arbeitet direkt im Produktstrom und detektiert völlig unabhängig von der Materialfeuchte oder Konsistenz den Füllstand. Hierdurch haben wir erstmalig eine robuste und zuverlässige Leermeldung erhalten. Aufwändige Einstellarbeiten und Kalibrierungen sind nicht mehr notwendig. Bei unserem sehr speziellen Schüttgut profitieren wir schon jetzt von den Eigenschaften des neuen Winkelauslegers, ein traditioneller Drehflügel würde hier nicht funktionieren. VERFAHRENSTECHNIK 9/2017 37

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