Drehkolbenverdichter

Kampf dem Staub

Die unzureichende Kapselung einzelner Arbeitsstationen bei der Be- und Verarbeitung staubförmiger Güter führt zu hohen Belastungen für Mensch und Maschine. Diese unerwünschten Staubablagerungen waren auch bei Lutter Galvanotechnik ein ständiges Problem. Wie eine Lösung aussehen kann, zeigt ein maßgeschneidertes pneumatisches Einfüll-, Misch- und Abfüllkonzept in Verbindung mit einem Drehkolbengebläse.
Die Förderluft für die Einfüll-, Misch- und Abfüllanlage der Pulvermischungen wird von einem Drehkolbengebläse der Aerzener Maschinenfabrik erzeugt. Es ist auf eine Kapazität von circa zwei Tonnen/Stunde ausgelegt und arbeitet im Mitteldruckbereich mit einem konstanten Druck von maximal 0,8 bar.

Das 1960 gegründete Unternehmen Lutter in Bischberg begann als galvanotechnischer Dienstleister. Der Schwerpunkt lag ursprünglich auf der Veredelung und der Entfettung von angelieferten Produkten. Aufgrund der immer schärferen Umweltschutz-Vorschriften wandelte sich das Programm. Anstatt die angelieferten Produkte galvanotechnisch zu behandeln, konzentrierte sich das Unternehmen auf die Lieferung von galvanotechnischen Fertigmischungen in Pulverform - maßgeschneidert für die individuellen Anforderungen des Kunden. Dieser muss nur noch Wasser zugeben, um seine Metallteile von Ölen, Fetten, Rost- und Zunderschichten zu befreien und somit die Voraussetzung für Galvanisier-, Phosphatisier- oder Lackiervorgänge zu schaffen. Lutter kauft die erforderlichen Rohprodukte ein, stellt die benötigten pulverförmigen Mischungen zusammen und füllt sie gebrauchsfertig in Säcken ab.

"Mit der Erstellung von pulverförmigen Mischungen begannen bei uns die Probleme", erläutert Geschäftsführer Wolfgang Lutter. "Denn dies erfolgte ursprünglich über einen Rhönradmischer von Hand, was zu erheblichen Staubbelastungen für die Mitarbeiter führte. Außerdem muss gewährleistet sein, dass die Chargen auch bei Nachbestellungen identisch sind." Gesucht wurde daher eine neue "staubarme" Gesamtlösung für die Einfüll-, Misch- und Abfüllvorgänge. Eine der Bedingungen war, dass auch Mischungen aus aggressiven und hygroskopischen Bestandteilen in vorverwogene Rezepturanteile mit möglichst geringem Arbeitsaufwand und ohne Staubentwicklung im Produktionsraum erstellen und abpacken werden können. Darüber hinaus sollte die neue Lösung einen vorhandenen Mischer und eine Abpackstation mit in das neue Konzept einbeziehen und bei Bedarf auch größere Mengen staubfrei verarbeiten können. Dies wurde im Jahr 2000 dank tatkräftiger Unterstützung der Firmen Georg Stein Process Equipment und der Aerzener Maschinenfabrik realisiert.

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Drehkolbengebläse für pneumatische Förderung

Georg Stein Process Equipment ist spezialisiert auf individuelle mechanische und thermische Lösungen der Rohstoffbehandlung in der Verfahrenstechnik. Schwerpunkte sind pneumatische und mechanische Förder- sowie Aspirationsanlagen für die sichere und rationelle Entsorgung von Stäuben an Produktionsanlagen. Ein wichtiges Kriterium bei der Konzipierung derartiger Anlagen sind die Eigenschaften des Schüttguts - bei den chemischen Produkten der Firma Lutter ein ganz wichtiges Argument. Die Empfehlung von Georg Stein für ein geschlossenes System war: Auf eine komplexe und teure Verwiegeeinrichtung verzichten, sich auf die drei Hauptkomponenten Einfüll-, Mischer- und Abfülleinheit beschränken und diese mit einem verbindenden Rohrleitungs- und Steuerungssystem ergänzen. Zwischen diesen drei Stationen sollte eine pneumatische Förderanlage eingesetzt werden, dessen Luft von einem Drehkolbengebläse der Aerzener Maschinenfabrik erzeugt wird. Ein Unternehmen, das seit 1868 ölfrei verdichtende Drehkolbengebläse baut und weltweit zu ältesten und größten Herstellern derartiger Maschinen zählt - heute ist Aerzener Marktführer in Europa.

"In einer pneumatisch arbeitenden Förderanlage ist die zuverlässige Erzeugung der Förderluft von zentraler Bedeutung. Das gilt ganz besonders für die Firma Lutter, da hier auf eine Redundanzanlage verzichtet wurde", betont Georg Stein. Die Aerzener-Anlage arbeitet in einem Nebenraum und ist mit der Einfüll-, Misch- und Abfüllanlage über eine Druckleitung verbunden. Diese Leitung teilt sich über zwei Umsteuerventile in zwei Förderleitungen, mit denen das Gut von der Einfüll- zur Mischstation bzw. von der Mischstation zur Abpackstation transportiert wird. Das Drehkolbengebläse wurde auf eine Förderkapazität von circa 2 Tonnen/Stunde ausgelegt und arbeitet im Mitteldruckbereich mit einem konstanten Druck von maximal 0,8 bar.

Das im Jahre 2000 bei Lutter installierte Delta Blower Drehkolbengebläse vom Typ GM 3 S ist in der Chemischen Industrie für seine hohe Zuverlässigkeit bekannt. Es stammt noch aus der seinerzeit aktuellen "Generation 4" der Drehkolbengebläse. Mit der aktuellen fünften Generation bietet Aerzener dem Betreiber weitere Vorteile, die gleichzeitig entscheidende Unterscheidungskriterien zu anderen Gebläsemodellen darstellen. So konnte der Geräuschpegel durchschnittlich um circa 6 bis 8 dB(A) gesenkt und die Bedienung verbessert werden. Diese erfolgt jetzt ausschließlich von der Frontseite. Auch die Wartungskomponenten sind leicht zugänglich und der Ölstand kann bei laufender Maschine durch ein von außen sichtbares Ölschauglas kontrolliert werden. Interessant für den Betreiber ist auch, dass alle Modelle direkt nebeneinander ohne Zwischenräume (side-by-side) aufgestellt und optional in ATEX-Ausführung geliefert werden können.

Die staubfreie Lösung

Die Einschüttung der staubförmigen Güter in die Einfüllstation erfolgt manuell. Gleichzeitig mit dem Öffnen der Klappe über der Einfüllöffnung wird ein Ventilator aktiviert. Er zieht durch die Erzeugung von Unterdruck während des Einfüllvorganges entstehende Stäube in die Einfüllstation hinein. Die Stäube werden in einem Filter zurückgehalten, so dass die vom Ventilator erzeugte Luft staubfrei in den Produktionsraum austritt. Nach dem Schließen der Klappe über der Einfüllöffnung wird der Filter vollautomatisch durch Druckluft aus einem separaten Netz abgereinigt. Der abfallende gesammelte Staub gelangt ebenfalls durch die pneumatische Förderanlage verlustfrei zur nachfolgenden Mischstation.

Das in den Mischer eingeleitete Material wird über eine Zellenradschleuse (in Schnellreinigungsausführung) pneumatisch in einen mit einem Überfüllmelder ausgerüsteten Vorlagebehälter eingetragen, der in einer späteren Ausbaustufe zur Kapazitätserweiterung auch als Verwiegestation arbeiten kann. Dieser Vorlagebehälter bietet exakt Platz für eine Mischercharge und ist ebenfalls mit einem gegenluftgespülten Filter ausgerüstet, durch den Förderluft der pneumatischen Förderanlage in den Produktionsraum austritt. Erst wenn alle für die zu erstellende Rezeptur erforderlichen Komponenten im Vorlagebehälter enthalten sind, öffnet auf Knopfdruck eine pneumatisch betätigte Drehklappe, so dass die Charge in den darunter befindlichen Horizontalmischer eintreten kann.

Nach einer Mischzeit von ca. 4 bis 5 Minuten öffnet eine im Mischer integrierte Klappe, das gemischte Gut gelangt dann über eine weitere Zellenradschleuse (ebenfalls in Schnellreinigungsausführung) in die pneumatisch beaufschlagte Förderleitung. Gleichzeitig schließt ein Umsteuerventil die erste Förderleitung, über welche die Förderluft das staubförmige Gut zunächst aus der Einfüllstation in den Vorlagebehälter oberhalb des Mischers transportiert hatte. Im selbem Moment öffnet ein zweites Umsteuerventil, so dass die Förderluft jetzt in die zweite Förderleitung eintritt, über welche das bereits gemischte Gut aus dem Mischer in die nachgeordnete Abfüllstation transportiert wird. Hier wird das Gut zunächst wieder von einem Vorlagebehälter aufgenommen. Die nachgeschaltete Verpackungsmaschine verfügt über einen Anforderungsmelder. Nach dessen Aktivierung tritt das abzufüllende Produkt in die Verpackungsmaschine (Absackmaschine) ein. Die entstehenden Stäube werden wieder über einen Ventilator abgesaugt. der hier eingesetzte Filter wird durch Druckluft gereinigt und das angelagerte Material fällt verlustfrei in den Vorlagebehälter zurück.

Fazit

Die Lösung einer staubfreien Verarbeitung von Pulvermischungen arbeitet seit ihrer Inbetriebnahme im Jahr 2000 einwandfrei. Das gilt sowohl für die Einfüll-, Misch- und Abfüllanlage der Firma Georg Stein als auch für den Drehkolbenverdichter von Aerzener. Dazu Geschäftsführer Wolfgang Lutter: "Unsere damalige Entscheidung, auf eine Redundanzanlage zu verzichten, haben wir noch nicht bereut. Der Verdichter hat uns - genau wie die gesamte Anlage - in den acht Jahren seit der Inbetriebnahme noch nicht im Stich gelassen. Alle Komponenten arbeiten störungsfrei; größere Kundendiensteinsätze waren bisher nicht erforderlich." Stephan Brand, Aerzener Maschinenfabrik/ Dr. Peter Stipp

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