Am Fraunhofer-Institut ICT befasst sich eine Forschergruppe mit der Entwicklung geschäumter Materialien. Für die technische Umsetzung der Versuche ist das ICT eine Kooperation mit einem namhaften deutschen Hersteller für Extrusionsschäume sowie mit dem Pumpenhersteller Lewa eingegangen. Dabei ist ein flexibel einsetzbares Technikum entstanden, in dem Entwicklungen von der Rohstoffformulierung bis hin zur Bauteilprüfung möglich sind.
Effiziente Dämmwerkstoffe, Schäume für Strukturanwendungen sowie biobasierte, flammgeschützte und Hochleistungsschäume sind am Markt stark nachgefragt. Die Forscher der Gruppe „Schäumtechnologien“ am Fraunhofer ICT legen neben der Materialentwicklung großes Augenmerk auf die Verbesserung der Verfahren. Dabei ist ein umfangreiches Know-how für Partikelschäume und kontinuierlich hergestellte Extrusionsschäume (XPS-Verfahren) entstanden. Durch die am Institut verfügbare neue Anlagentechnik können komplexe Abläufe bei der Herstellung von Schäumen untersucht und bis hin zu vorseriennahen Anwendungen erprobt werden. Seit Juli 2015 ist im Technikum eine Lewa-Ecofoam-Anlage als Dosiersystem für die Treibmittel bei den Extrusionsprozessen installiert. Die Führungsgröße der Dosiermembranpumpe ist die Drehzahl des Extruders. Die Dosierpumpe fördert mengenproportional zur Extruderdrehzahl das Treibmittel in die Kunststoffschmelze. Der Regler Lewa Smart Control führt eine stetige Plausibilitätsprüfung zwischen dem Signal des Durchflussmessgeräts und dem Führungssignal durch und passt die Fördermenge entsprechend über die Drehzahlregulierung des Antriebsmotors den Prozessvorgaben an.
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Kompakt aufgebaut
Das redundante, absolut dichte Ecofoam-System dosiert alle gängigen Treibmittel von halogenierten Kohlenwasserstoffen über Butan, Pentan oder Propan bis hin zu CO2, sodass es in den unterschiedlichen Projekten gleichermaßen einsetzbar ist. Um dem vielfältigen Einsatzspektrum gerecht zu werden, wurden alle wichtigen Prozessparameter wie Saugdruck, Kühlung und Gegendruck bereits in der Planungsphase geklärt. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse vor Ort wurde die Anlage mit mechanischem Teil und Schaltschrank auf einem gemeinsamen Grundrahmen kompakt aufgebaut und komplett anschlussfertig inklusive Verrohrung und Verdrahtung geliefert. Für die fluidberührten Komponenten des Dosiersystems wird generell hochwertiger V4A-Edelstahl und als Membranwerkstoff PTFE beziehungsweise V4A-Edelstahl verwendet.
Nützliche Zusatzkomponenten
Da die Treibmittel in flüssigem Zustand vorliegen müssen und ausreichend Abstand zum jeweiligen Dampfdruck haben sollten, wurden verschiedene Zusatzkomponenten verbaut, etwa ein Kühlmantel an jedem Pumpenkopf, ein saugseitiger Plattenwärmetauscher (Kühler) und ein Durchlaufkühler. Diese Komponenten sind für CO2-Anwendungen erforderlich, damit vor dem Eintritt in die Pumpe für die Kühlung des CO2 gesorgt wird. Die anfängliche Fluidtemperatur von 20 °C bei einem zugehörigen Dampfdruck des CO2 von 57 bar kann so auf circa 5 °C reduziert werden. Somit ist eine ausreichende Sicherheit vor Kavitation im System erreicht. Bei anderen Treibmitteln wie etwa Butan kann auf die Kühlung verzichtet werden.
Das System ist bei Extruderdrücken bis 400 bar einsetzbar. Ein saugseitiger Schmutzfänger, zwei Kontaktmanometer zur Drucküberwachung in der saug- und druckseitigen Rohrleitung sowie ein bauteilgeprüftes Sicherheitsventil zum Schutz vor Überdruck tragen zu einer sicheren Anlagenausführung bei. Durch die Kombination von Drehzahlregelung und manueller Hubverstellung der Pumpe lässt sich ein Volumenstrom über einen weitreichenden Stellbereich von 0,1 bis 10 l/h realisieren.
Halle 7a, Stand B26
www.prozesstechnik-online.deSuchwort: cav1016lewa
Roland Schwab
Team Manager Systems, Sales Process Industry & Downstream, Lewa
Volker Kirschbauer
Sales Engineer Systems, Sales Process Industry & Downstream, Lewa
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