Atex-gerechte Siebmühle

Im Rahmen der Atex-Vorschriften für den Explosionsschutz gelten für die Anwender einerseits und die Hersteller von Abfüll- und Zerkleinerungsanlagen andererseits unterschiedliche Richtlinien. Auf Anwenderseite gibt die Direktive 99/92/EC (Atex 137) die minimalen Anforderungen zur Gewährleistung von Sicherheit und Gesundheit der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter vor. Abhängig von den zu verarbeitenden Produkten lassen sich daraus die Arbeitsräumlichkeiten in verschiedene Gefahrenzonen einteilen. Diese Einteilung bildet wiederum die Grundlage für die Wahl der geeigneten Produktionsanlagen.

Die Hersteller ihrerseits orientieren sich an der Direktive 94/9/EC (Atex 95). Kons-truktion und Design sind dahingehend zu treffen, dass die wichtigsten Bedingungen in Bezug auf die Sicherheit und Gesundheit des Bedienpersonals erfüllt sind. Aus diesen Grundlagen wird die Einteilung von Produktionsanlagen in Kategorien, die jederzeit einer Prüfung auf das Erfüllen der Vorschriften hin standhalten müssen, abgeleitet.

Die Gefahrenzonen beim Anwender finden ihre Entsprechung auf Herstellerseite demnach in verschiedenen Kategorien von Zerkleinerungs- und Abfüllanlagen.

Die Maßnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes sind beim Anwender in den Bereichen Organisation und technischer Explosionsschutz zu treffen. Auf organisatorischer Ebene sind die angemessene Ausbildung des Personals sowie schriftlich festgehaltene Instruktionen und Arbeitsbescheinigungen angeordnet. Auf der technischen Seite muss der Explosionsschutz dahingehend sichergestellt werden, indem die Wahl der Anlagen unter der Berücksichtigung des größten Gefahrenpotenzials getroffen wird, das Risiko elektrostatischer Entladungen oder mechanisch verursachter Funkenbildung ausgeschlossen ist, die Anlagen sachgerecht installiert werden und das gesamte System vor Inbetriebnahme einer genauen Prüfung unterzogen wird.

Bei konischen Siebmühlen sind die Kons-trukteure besonders in Bezug auf den Atex-Schutz im Innenraum des Mahlköpers gefordert. Das Augenmerk ist im Speziellen auf den Bereich außerhalb des Siebes zu richten. Hier liegt das Produkt in Form feinen Staubes vor, wodurch eine stark zur Explosion neigende Atmosphäre vorherrscht. Zerkleinerungsanlagen müssen eine hohe Eigensicherheit aufweisen, d. h., vom System selber darf keine unmittelbare Explosionsgefahr ausgehen. Bei konischen Siebmühlen gilt es folgende Faktoren als mögliche Ursachen für eine Explosion zu beachten:

Diese Parameter und Gefahrenzonen müssen permanent kontrolliert werden. Idealerweise wird dies durch das Messen der Temperatur auf den kritischen Oberflächen erreicht. Frewitt hat dazu im Rahmen von einem Certifying Body eine Lösung zur Überwachung sämtlicher Oberflächen entwickelt, von denen eine Explosionsgefahr ausgeht. Dazu zählen die Sieboberfläche und die mit mechanischer Kraft auf die Substanz einwirkenden Oberflächen im Innenraum des Mühlenkopfes. Der Mühlenkopf der Coniwitt ist dahingehend ausgestaltet, dass das Produkt möglichst schnell verarbeitet wird und sich damit eine Erhitzung effektiv vermeiden lässt. Der optimierte Prozess ergibt sich im Einzelnen durch:

All diese Maßnahmen machen die Coniwitt zu einer der zurzeit sichersten konischen Mühlen auf dem Markt.

Für die Zonen 0 und 20 werden außerdem Atex-spezifische Lösungen angeboten. Für die Zonen 1 und 21 sind, von der Überwachung der Oberflächentemperatur von mechanischen, in den Mahlbereich ragenden Teilen abgesehen, keinerlei weiteren Maßnahmen notwendig.

Die Temperaturmessung erfolgt mittels einer PT-C-Sonde im Umlenkgetriebekopf. Hier hat Frewitt eine spezielle Bauweise entwickelt, bei der die Sonde direkt in den Kopf integriert ist. Die Verbindung erfolgt über Kontakte, die bei angebautem Kopf im Innern der TriClamp-Verbindung vor Schmutz und Wasser geschützt sind. Dank dieser Maßnahme kann auf den bisher eingesetzten stabförmigen und gegenüber mechanischer Beschädigung empfindlichen Temperaturfühler verzichtet werden. Der Mühlenkopf lässt sich dadurch einfach, schnell und sicher von der Antriebswelle entfernen.

Für die Zonen 0 und 20 im Innern des Mahlkopfes wird bei der Coniwitt zusätzlich die Temperatur auf dem Sieb kontinuierlich überwacht. Dazu hat Frewitt eine spezielle, leicht federnde Vorrichtung entwickelt, die sicherstellt, dass die Sonde jederzeit im Kontakt mit dem Sieb steht und der ungehinderte Prozess gesichert ist.

Sollte während des Zerkleinerungsprozesses die Temperatur einen kritischen Wert übersteigen, wird das System automatisch ausgeschaltet und der Bediener über den Fehler informiert. Damit bleibt die Coniwitt stets im sicheren Bereich.

Eine zusätzliche Vereinfachung der Arbeit mit der Coniwitt wird durch deren Einbauprinzip erreicht. Dabei ragen nur der Mahlkopf und der dazugehörige Arm in den Produktionsbereich. Der Rest der Maschine liegt in der Grauzone bzw. im Maschinenraum. Da einzig der Mahlraum die Atex-Kriterien erfüllen muss, erlaubt dieses Konzept die Realisierung relativ kostengünstiger Anlagen.

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Gas-Luft- bzw. Staub-Luft-Gemisch entzünden kann, ist wesentlich von der Konzentration des jeweiligen Stoffes abhängig. Bei festen Substanzen wird von einer unteren Grenze von 20 g/m3 und einem oberen Limit von 3000 g/m3 ausgegangen. Innerhalb dieser Bandbreite muss mit einer Explosion gerechnet werden. Als Faustregel gilt, dass eine Konzentration von mehr als 70 % ungefährlich ist. Je nach den chemischen Eigenschaften können diese Werte variieren. Bei festen Substanzen spielt zudem die Partikelgröße eine entscheidende Rolle, inwieweit eine explosionsartige Reaktion ausgelöst werden kann. Hier gilt die Regel, wonach die Explosionsgefahr mit kleiner werdender Partikelgröße und der damit wachsenden Oberfläche steigt und bereits eine geringe Aktivierungsenergie für die Kettenreaktion ausreicht. Bei größeren Staubpartikeln als 200 µm bleibt das Risiko einer explosionsartigen Reaktion hingegen relativ gering.

Für Gemische aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln wird gleichermaßen von einer unteren (LEL: Lower Explosive Limit) und einer oberen Grenze (UEL: Upper Explosive Limit) ausgegangen. Auch hier ist die Größe des Bereichs, innerhalb dessen ein Gemisch durch eine von außen wirkende Aktivierungsenergie zur Explosion gebracht werden kann, von den chemischen Eigenschaften des Gases abhängig.

Bei Siebmühlen ist gerade innerhalb des Mahlraumes oft mit einem explosionsfähigen Gemisch zu rechnen. Als besonders interessant erweist sich bei der Coniwitt die Möglichkeit, im Innern der Mühle mit den Zonen 0 oder 20 zu arbeiten.

Bei der Wahl der geeigneten Produktionsanlagen liegen wichtige Kriterien in der Verantwortung des Anwenders. Dazu zählen die Definition der Gefahrenzonen wie weiter oben beschrieben, die Zuordnung der entsprechenden Kategorie in Bezug auf die technische Ausrüstung sowie die Angaben zur festgelegten Zoneneinteilung, den Temperaturklassen und der Gruppen, denen die zu verarbeitenden Stoffe zugeordnet sind. Durch systematisches Vorgehen auf der Grundlage eines Flussdiagramms lassen sich Fehler praktisch ausschließen.

Bei der Coniwitt kann aus dem für den Prozess geeigneten Atex-Schutz gewählt werden. Diese konische Siebmühle ist in sämtlichen Klassen vom Atex-unkritischen Modell bis hin zu den Zonen 0 und 20 (siehe oben) verfügbar.

cav 434

Mehr zur Coniwitt (PDF)

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