Vakuumfördersysteme für Pulver und schwer transportierbare Materialien benötigen einen Start- und einen Endpunkt, und Gefahren müssen auf dem Weg vermieden werden. Hier sind 10 Tipps für die Systemauslegung, um den Materialfluss zu maximieren und die Staubbelastung zu minimieren.
Die Vakuumfördertechnik ist eine saubere, effiziente, sichere und mitarbeiterfreundliche Methode, um Materialien in einer Fabrik zu transportieren. In Kombination mit der Vakuumförderung für Pulver und schwer zu fördernde Materialien entfallen manuelles Heben, das Treppensteigen mit schweren Säcken und das umständliche Entleeren – und viele damit verbundene Gefahren werden vermieden. Erfahren Sie mehr über die 10 wichtigsten Tipps für die Planung eines Vakuumfördersystems für Ihre Pulver und Granulate. Die Automatisierung von Schüttguthandhabungsprozessen optimiert den Materialfluss und minimiert die Staubbelastung sowie andere Gefahren.
Die Vakuumförderung kontrolliert die Staubentwicklung, indem sie das manuelle Schöpfen und Entleeren überflüssig macht und Pulver in einem geschlossenen Prozess ohne Staubemissionen transportiert. Im Gegensatz zu Überdrucksystemen, bei denen Leckagen nach außen austreten, erfolgt die Leckage bei einer Leckage nach innen. Bei der Vakuumförderung mit verdünnter Phase wird das Material im Luftstrom mit einem optimalen Verhältnis von Luft und Produkt mitgerissen.
Die Systemsteuerung ermöglicht die bedarfsgerechte Förderung und Entladung von Material und ist ideal für große Anwendungen, die den Transport von Schüttgütern aus großen Behältern wie Big Bags, IBCs, Eisenbahnwaggons und Silos erfordern. Dies geschieht mit minimalem menschlichen Eingriff, wodurch häufige Behälterwechsel reduziert werden.
Die typischen Fördermengen in der verdünnten Phase können bis zu 25.000 lbs/h betragen. Die typischen Förderstrecken liegen unter 300 Fuß und die Leitungsgrößen bis zu 6 Zoll Durchmesser.
Für die korrekte Auslegung eines pneumatischen Fördersystems ist es wichtig, die folgenden Kriterien in Ihrem Prozess zu definieren.
Als ersten Schritt ist es wichtig, mehr über das zu fördernde Pulver zu erfahren, insbesondere über seine Schüttdichte. Diese wird üblicherweise in Pfund pro Kubikfuß (PCF) oder Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) angegeben. Sie ist ein Schlüsselfaktor für die Berechnung der Größe des Vakuumbehälters.
Leichtere Pulver benötigen beispielsweise größere Behälter, um zu verhindern, dass das Material in den Luftstrom gelangt. Die Schüttdichte des Materials beeinflusst ebenfalls die Dimensionierung der Förderanlage, welche wiederum die Größe des Vakuumerzeugers und die Fördergeschwindigkeit bestimmt. Materialien mit höherer Schüttdichte erfordern einen schnelleren Transport.
Die Förderstrecke umfasst horizontale und vertikale Faktoren. Ein typisches „Up-and-In“-System ermöglicht die vertikale Förderung vom Boden aus, wobei das Fördergut über einen Extruder oder einen gravimetrischen Dosierer zu einem Auffangbehälter transportiert wird.
Es ist wichtig, die Anzahl der benötigten 45°- oder 90°-Rohrbögen zu kennen. „Bogen“ bezieht sich üblicherweise auf einen großen Mittellinienradius, der in der Regel das 8- bis 10-fache des Rohrdurchmessers beträgt. Ein Bogen entspricht etwa 6 Metern (20 Fuß) gerader Rohrleitung mit 45°- oder 90°-Winkel. Beispielsweise ergeben 6 Meter (20 Fuß) vertikale und 6 Meter (20 Fuß) horizontale Länge sowie zwei 90°-Bögen eine Förderstrecke von mindestens 24 Metern (80 Fuß).
Bei der Berechnung der Förderleistung ist es wichtig zu berücksichtigen, wie viele Pfund oder Kilogramm pro Stunde gefördert werden. Außerdem muss definiert werden, ob es sich um einen Batch- oder einen kontinuierlichen Prozess handelt.
Wenn ein Prozess beispielsweise 2.000 Pfund Produkt pro Stunde liefern soll, die Charge aber alle 5 Minuten 2.000 Pfund liefern muss, entspricht das einer Leistung von 24.000 Pfund pro Stunde. Das ist der Unterschied zwischen 2.000 Pfund in 5 Minuten und 2.000 Pfund über 60 Minuten. Um die Lieferrate zu ermitteln, ist es wichtig, die Anforderungen des Prozesses zu verstehen und das System entsprechend zu dimensionieren.
In der Kunststoffindustrie gibt es viele verschiedene Eigenschaften von Schüttgütern sowie unterschiedliche Partikelformen und -größen.
Bei der Dimensionierung von Empfänger- und Filterbaugruppen, egal ob Massenstrom- oder Trichterstromverteilung, ist es wichtig, die Partikelgröße und -verteilung zu verstehen.
Weitere zu berücksichtigende Faktoren sind die Fließfähigkeit, Abrasivität und Brennbarkeit des Materials, seine Hygroskopizität sowie mögliche chemische Unverträglichkeiten mit Förderschläuchen, Dichtungen, Filtern oder Prozessanlagen. Zu den weiteren Eigenschaften zählen rauchende Materialien wie Talkum, die einen hohen Feinanteil aufweisen und eine größere Filterfläche erfordern. Bei nicht fließenden Materialien mit großen Schüttwinkeln sind besondere Anforderungen an die Behälterkonstruktion und das Auslassventil zu stellen.
Bei der Konstruktion eines Vakuumfördersystems ist es wichtig, die Materialannahme und -einführung in den Prozess genau zu definieren. Es gibt viele Möglichkeiten, Material in ein Vakuumfördersystem einzuführen; einige sind eher manuell, andere eignen sich besser für die Automatisierung – alle erfordern jedoch eine sorgfältige Staubkontrolle.
Zur optimalen Staubkontrolle nutzt der Big-Bag-Entlader eine geschlossene Vakuumförderanlage, und die Sackentleerungsstation verfügt über einen integrierten Staubabscheider. Das Material wird von diesen Quellen über Filterbehälter in den Prozess transportiert.
Für die korrekte Auslegung eines Vakuumfördersystems muss der vorgelagerte Prozess der Materialzufuhr definiert werden. Ermitteln Sie, ob das Material von einem gravimetrischen Dosierer, einem volumetrischen Dosierer, einem Mischer, einem Reaktor, einem Extrudertrichter oder einer anderen zum Materialtransport verwendeten Anlage stammt. All dies beeinflusst den Förderprozess.
Darüber hinaus beeinflusst die Häufigkeit des Materialaustritts aus diesen Behältern – ob chargenweise oder kontinuierlich – den Förderprozess und das Verhalten des Materials nach dem Austritt. Vereinfacht gesagt: Vorgelagerte Anlagen beeinflussen nachgelagerte Anlagen. Daher ist es wichtig, alle relevanten Informationen über die Quelle zu kennen.
Dies ist besonders wichtig bei der Installation von Anlagen in bestehenden Werken. Eine Anlage, die für den manuellen Betrieb ausgelegt ist, bietet möglicherweise nicht genügend Platz für einen automatisierten Prozess. Selbst kleinste Fördersysteme für Pulver benötigen aufgrund der Wartungsanforderungen für den Zugang zum Filter, die Inspektion des Ablassventils und den Zugang zu den unterhalb des Förderers befindlichen Anlagenteilen eine Mindesthöhe von 76 cm.
Anwendungen, die einen hohen Durchsatz und große Einbauhöhen erfordern, können filterlose Vakuumbehälter nutzen. Bei diesem Verfahren kann ein Teil des mitgerissenen Staubs den Behälter passieren und in einem separaten Bodenfilterbehälter aufgefangen werden. Zur Reduzierung der benötigten Einbauhöhe können auch ein Entkalkungsventil oder ein Überdrucksystem in Betracht gezogen werden.
Es ist wichtig, die Art des Zuführungs-/Nachfüllvorgangs zu definieren – chargenweise oder kontinuierlich. Ein kleines Förderband, das in einen Pufferbehälter entlädt, ist beispielsweise ein chargenweiser Prozess. Klären Sie, ob im Prozess über einen Zuführer oder einen Zwischenbehälter eine Materialcharge zugeführt wird und ob Ihr Förderprozess einen Materialstoß bewältigen kann.
Alternativ kann ein Vakuumbehälter mittels eines Dosierers oder eines Drehventils das Material direkt in den Prozess einspritzen – also kontinuierlich fördern. Alternativ kann das Material auch in einen Behälter gefördert und am Ende des Förderzyklus dosiert werden. Extrusionsanwendungen nutzen typischerweise Batch- und kontinuierliche Prozesse, bei denen das Material direkt in die Extruderöffnung eingeführt wird.
Geografische und atmosphärische Faktoren sind wichtige Auslegungskriterien, insbesondere wenn die Höhenlage eine wichtige Rolle bei der Systemdimensionierung spielt. Je höher die Höhe, desto mehr Luft wird für den Materialtransport benötigt. Berücksichtigen Sie außerdem die Umgebungsbedingungen im Werk sowie die Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle. Bestimmte hygroskopische Pulver können an feuchten Tagen zu Ausstoßproblemen führen.
Die Konstruktionsmaterialien sind entscheidend für die Auslegung und Funktion eines Vakuumfördersystems. Der Fokus liegt auf den produktberührenden Oberflächen, die häufig aus Metall bestehen – aus Gründen der statischen Kontrolle und der Vermeidung von Kontamination wird kein Kunststoff verwendet. Kommt Ihr Prozessmaterial mit beschichtetem Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder Aluminium in Kontakt?
Kohlenstoffstahl ist mit verschiedenen Beschichtungen erhältlich, die sich jedoch mit der Zeit abnutzen oder zersetzen. Für die Verarbeitung von lebensmittel- und medizinisch zugelassenen Kunststoffen ist Edelstahl 304 oder 316L die erste Wahl – er benötigt keine Beschichtung – und verfügt über eine definierte Oberflächengüte, um die Reinigung zu erleichtern und Verunreinigungen zu vermeiden. Wartungs- und Qualitätskontrollpersonal legen großen Wert auf die verwendeten Werkstoffe ihrer Anlagen.
VAC-U-MAX ist der weltweit führende Entwickler und Hersteller von Vakuumförderanlagen und zugehöriger Ausrüstung zum Fördern, Wiegen und Dosieren von mehr als 10.000 Pulvern und Schüttgütern.
VAC-U-MAX kann auf eine Reihe von Innovationen zurückblicken, darunter die Entwicklung des ersten pneumatischen Venturi-Rohrs, die Entwicklung der ersten Direktbefüllungstechnologie für vakuumbeständige Prozessanlagen und die Entwicklung eines vertikalen Wand-„Rohrtrichters“ als Materialbehälter. Darüber hinaus entwickelte VAC-U-MAX 1954 den weltweit ersten luftbetriebenen Industriesauger, der in 55-Gallonen-Fässern für Anwendungen mit brennbarem Staub hergestellt wurde.
Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Sie Schüttgut in Ihrem Werk transportieren können? Besuchen Sie VAC-U-MAX.com oder rufen Sie (800) VAC-U-MAX an.