Schnelligkeit spart Energie

Dipl.-Ing. (FH) Mike Weide

Staubfrei zuführen und Kontamination vermeiden ist für die Azo GmbH & Co. KG, die ihren Schwerpunkt in der Chemie-, Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie hat, ein wichtiges Ziel. Zwar bauen die Osterburkener Filterspezialisten ihre Anlagen für ganz unterschiedliche Zielgruppen, aber in allen Bereichen haben sie sich der Qualität sowie der rationellen Filtertechnik verschrieben und nutzen zum Abreinigen der Filter die Buschjost-Ventiltechnik.

Es gibt eine Reihe von Technologien, um Staubfilter intensiv und kostengünstig zu reinigen. Eine der effizientesten ist die Abblastechnik. Das Grundprinzip ist einfach. In das zu reinigende Filterelement wird ein kurzer, intensiver Luftimpuls geleitet. Staub und Verunreinigungen lösen sich vom Filtermedium, fallen zu Boden und können von dort ausgetragen werden. Der Filter steht schon nach kurzer Reinigungsphase wieder dem Filtersystem mit voller Leistung zur Verfügung.

Für das Abblasen hat Buschjost Filterventile entwickelt, mit denen die Abreinigung deutlich effizienter und kostengünstiger abläuft. Dabei stand für die Entwickler ganz oben im Pflichtenheft, die Reinigung der Filter zu optimieren, den Luftverbrauch zu reduzieren und die Standzeit der Ventile zu verlängern. Um eine optimale Reinigung per Druckluftimpuls zu erzielen, muss der Druck im Filter sehr schnell bis zum Sollwert aufgebaut werden. Das heißt, die Ventile müssen im Bruchteil einer Sekunde vollständig öffnen. Weiterhin ist es notwendig, dass der Strömungswert der Ventile möglichst hoch ist, damit die Luft ohne nennenswerten Druckverlust zum Filter strömen kann. Mit ihren modernen Konstruktions- und Simulationstools haben die Konstrukteure alle relevanten Parameter wie unerwünschte Verwirbelungen sowie laminare und turbulente Strömungen im Vorfeld genauestens analysiert und Kessel- und Sitzdurchmesser, Hubhöhen und Anströmschrägen optimiert. Die intensive Detailarbeit an den Filterventilen hat bei allen relevanten Parametern zu Bestleistungen geführt. Im direkten Vergleich mit den Vorgängermodellen überzeugen die Baureihen durch extrem schnelle Öffnungszeiten, was maßgeblich für eine intensive, effektive Abreinigung ist. Ähnlich rasant wie die Öffnung ist der Schließvorgang. Hier entscheidet sich die ökonomische Arbeitsweise eines Ventils. Der Luftimpuls muss möglichst schnell den Nullwert erreichen, denn ein sanftes Ausklingen verbraucht nur Luft und kostet Geld.

Die Arbeit an der Gehäusegeometrie, an den Steuerbohrungen und vor allem an der Membrandichtung kann sich sehen lassen. Bei dem für den Durchfluss entscheidenden Kv-Wert liegt die Baureihe beispielsweise beim G-1½-Ventil mit 59 m3/h rund 30 % über den Werten vergleichbarer Standardausführungen, die bei 42 bis 46 m3/h liegen. Bei der für die Effizienz der Reinigung entscheidenden Druckanstiegszeit erreicht der Impuls der Ventile bereits nach wenigen ms sein Maximum und öffnet damit um rund 25 % schneller als bisher üblich Filterbelüftungsventile. Verkürzte Druckanstiegszeiten sowie ein verbesserter Durchfluss führen zu wesentlich stärkeren Impulsen. Das erlaubt in vielen Fällen eine Reduzierung des benötigten Betriebsdrucks und bietet damit ein nicht unerhebliches Einsparpotenzial bei den Betriebskosten.

Neben dem Durchflusskennwert Kv und der Druckanstiegszeit entscheidet auch der Druckverlust im Ventil über die Güte und die Wirtschaftlichkeit eines Filterventils. Je geringer der Druckunterschied zwischen dem Druck am Ventilausgang und dem Tankinnendruck bei 100 %iger Öffnung des Ventils ist, desto geringer darf der Betriebsdruck sein. Das macht sich in der Energiebilanz der Anlage positiv bemerkbar. Auch hier bietet der Einsatz moderner Simulationstechniken für den Kunden direkt spürbare Vorteile. Es ist gelungen, den Druckabfall über das Ventil um ca. 15 % zu reduzieren.

Neben den optimierten Aluminium- und Edelstahlgehäusen kommt der Membrantechnologie eine besondere Bedeutung zu. Die speziell entwickelten Dichtungen weisen eine Reihe von technologischen Besonderheiten auf. Sie bestehen aus einem extrem beanspruchbaren, spritzgegossenen Elastomer (TPE) und sind aus einem Stück gefertigt. Mit dieser Technologie waren die Konstrukteure in der Gestaltung der Membran frei und konnten technische Funktionen integrieren. Sie ist so gestaltet, dass sie auf eine externe Feder zur Fixierung der Ruheposition verzichten kann. Die genaue Membranführung sorgt in allen Arbeitsbereichen für sichere Betriebszustände. Zusätzlich verkürzt die Geometrie der Membran durch die integrierte Federwirkung in Verbindung mit der exakt abgestimmten Steifigkeit des Werkstoffes die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile. Der TPE-Werkstoff weist eine hohe Dichtheit bei Fluidtemperaturen zwischen -40 und +85 Grad auf. Zudem konnte mit dem eingesetzten Werkstoff die Lebensdauer der Membran auf das Dreifache erhöht werden. Alle Ventile der Baureihe sind, soweit erforderlich, mit einem Schalldämpfer ausgestattet. Diese Maßnahme reduziert die Geräuschemissionen deutlich, so dass die Ventile auch produktionsnah ihren Dienst versehen können. Die magnetische Vorsteuerung bietet Sicherheit gegen Vereisung. Die Filterventile sind für einen Druck von 0,4 bis 8 bar ausgelegt.

Zur optimalen Steuerung vollständiger Filteranlagen dient die Steuerungsgeneration RM. Das modular aufgebaute System beherrscht eine Vielzahl von unterschiedlichen Reinigungsmodi mit frei wählbaren Impuls- und Pausenzeiten sowie Differenzdruckregelung. Aufgrund ihres modularen Aufbaus lässt sie sich exakt auf fast jedes Anforderungsprofil abstimmen. Die Steuerung lässt sich zudem jederzeit mit Erweiterungsmodulen neuen Aufgaben anpassen. Zentrales Element des Steuerungssystems ist das Basismodul. Ausgestattet ist es mit einer zentralen Steuereinheit, integrierter Stromversorgung und acht, alternativ 16, Ausgängen zur Ansteuerung von Blasventilen. Optional kann das Basismodul mit einem Differenzdruckregler ausgerüstet werden. Über eine Vielzahl von Ergänzungsmodulen lässt sich die Steuerung zu einem komplexen Steuer- und Visualisierungssystem für Filteranlagen mit bis zu 256 Ventilausgängen individuell ausbauen. Dabei stehen u. a. Ergänzungsmodule mit acht und 16 Ausgängen, Betriebsstundenzähler, Austrags- und Klopfersteuerung zur Verfügung. Je nach Filtersystem gibt es Ausgänge zur Ansteuerung von Magnetventilen und Ausgänge mit Pilotventilen, wobei die Pilotventile direkt im Steuerungsgehäuse untergebracht sind.

Halle 8.0, Stand Q23

cav 444

Ventile für Entstaubungsanlagen

Filteranlagen

Achema 2006