Auf jede Anwendung zugeschnitten

Thomas Ramme

Vakuumförderer haben gegenüber konventionellen Saugförderern den Vorteil, dass Sie das Material bei einem wesentlich höheren Unterdruck transportieren (Abb. 1). Damit erschließt sich ein großes Anwendungsfeld. Während klassische Saugförderer bei schwierigen und schlecht rieselfähigen Schüttgütern regelmäßig durch Verstopfungen den Betrieb einstellen, ist dies bei Vakuumförderern nicht der Fall. Die hohe Druckdifferenz von bis zu 960 mbar ermöglicht es, Agglomerate und Pfropfen durch die Förderleitung hindurch zu ziehen. Durch die in der Regel angestrebte Strähnen- oder Pfropfenförderung kann schonend gefördert werden. Eine Entmischung des Fördergutes wird vermieden. Bei herkömmlichen Saugförderern zwingt die geringe mögliche Druckdifferenz zur Flugförderung, die durch die hohe Luftgeschwindigkeit zu einer starken mechanischen Belastung des Fördergutes und hohem abrasivem Verschleiß führt.

Der für die Vakuumförderung benötigte Unterdruck wird von mehrstufigen, gasstrahlbetriebenen Vakuumpumpen erzeugt. Die Hochleistungsejektoren von Volkmann zeichnen sich insbesondere durch die Wartungs- und Verschleißfreiheit, die Taktbarkeit (diskontinuierliche Förderung), die geringe Baugröße und die einfache Installation aus. Der Energiebedarf ist gering, da das eingesetzte Treibgas bis zu fünfmal ausgenutzt wird. Darüber hinaus ist eine Multijector-Vakuumpumpe absolut zündquellenfrei und fällt damit nicht unter den Geltungsbereich der neuen Atex-Richtlinien. Es liegt folglich nahe, die besonderen Vorteile dieser Unterdruckerzeuger in zahlreichen anderen Bereichen zu nutzen (Abb. 2).

Bei der Förderung von Pulvern und Granulaten hört die Nutzung des Vakuums nicht nach dem eigentlichen Materialtransport auf. Beim Beschicken von Reaktoren oder Rührkesseln kann die übliche gravimetrische Entleerung des Vakuumförderers unter atmosphärischen Bedingungen nachteilig sein, insbesondere wenn der zu befüllende Raum inertisiert ist. In diesem Fall wird der Abscheidebehälter des Vakuumförderers zu einer Schleuse erweitert: Gegen Ende des Fördertaktes schließt sich ein saugseitiges Ventil. Durch den weiteren Betrieb der Multijector-Pumpe ist die Vorevakuierung des Pulvers im Vakuumförderer möglich. Somit reduziert sich der Sauerstoffanteil in dem bereits geförderten Material. Mit den Hochleistungsejektoren sind Enddrücke von bis zu 40 mbar absolut erzielbar. In der Regel ist schon bei 500 mbar eine unkritische Sauerstoffkonzentration erreicht. Nach Beendigung der Vorevakuierung wird der Mehrstufenejektor abgeschaltet und es erfolgt der Druckausgleich über die Impuls-Filterabreinigung, in diesem Fall mit Stickstoff. Dann öffnet sich die Entleerklappe, und der Feststoff gelangt unter gleichzeitiger Stickstoff-Beschleierung sicher in den Reaktor oder Rührkessel. Für extrem geringe Restsauerstoffkonzentrationen im Pulver wird die Vorevakuierung und der nachfolgende Druckausgleich auf Atmosphärenniveau in mehreren Schritten nacheinander durchgeführt. Dadurch lässt sich eine außerordentliche Verdünnung der O2-Restkonzentration erzielen, weil der Druckausgleich in jedem Einzelschritt mit Stickstoff erfolgt.

Dieses Prinzip ist beliebig erweiterbar, sodass der Vakuumförderer bei entsprechender Auslegung sogar als Überdruckschleuse dienen kann. In diesem Fall finden spezielle druckfeste Abscheider und Klappen Verwendung (Abb. 3). Alternativ können Fördervorgang und Einschleusung auch separat stattfinden. Dies ist besonders für Anwendungen interessant, bei denen der Vakuumförderer mobil eingesetzt wird oder nicht sicher ist, ob der Einschleusungsvorgang überhaupt notwendig wird. Durch den modularen Aufbau ist hier die Schleuse jederzeit nachrüstbar (Abb. 4).

Aus Gründen des Explosionsschutzes oder bei oxidationsempfindlichen Pulvern muss bereits der pneumatische Fördervorgang unter Schutzgas erfolgen. In diesem Fall kommen zusätzlich spezielle Injektionsdüsen an der Saugstelle zum Einsatz. Dabei kann das Fördergut über Aufgabetrichter, Sauglanzen oder mit dem Automatik-Gebinde-Entleersystem (Ages) in den Förderkreislauf eingebracht werden. Falls darüber hinaus eine portionsgerechte Dosierung erforderlich ist, bietet sich das Vakuum-, Wiege- und Dosiersystem (Vawidos) an.

Die Mehrstufenejektoren lassen sich auch zur Absaugung und Förderung von Flüssigkeiten einsetzen. In Anlehnung an die Pulverfördersysteme wird bei Flüssigkeiten mit einem Abscheider vor der Vakuumpumpe gearbeitet. Gerade beim Umgang mit brennbaren Lösemitteln ergeben sich durch die Zündquellenfreiheit besondere Vorteile gegenüber allen mechanischen und elektrischen Vakuumquellen. Mit den RVA-Multijectoren lassen sich zum Beispiel Gasblasen aus einer viskosen Flüssigkeit entfernen. Der Edelstahl-Hochleistungsejektor evakuiert dazu den Raum im Kessel oberhalb der Flüssigkeit auf ein Endvakuum von bis zu 40 mbar absolut. Infolge dessen steigen die Blasen in der Flüssigkeit auf und werden nach dem Austritt abgesaugt.

Da der Mehrstufenejektor komplett aus Edelstahl gefertigt werden kann, eignet er sich auch für das Absaugen aggressiver Dämpfe und Flüssigkeiten. Das Aggregat wird zum Beispiel in einem Pharmaunternehmen für die CIP-Reinigung des Rohrleistungssystems mir heißer Natronlauge eingesetzt. Die Edelstahlejektoren können intensiv mit Natronlauge gespült werden. Sie sind vertikal eingebaut, damit anschließend die Spülflüssigkeit wieder vollständig herauslaufen kann.

Um zukünftig die Ex-Zoneneinteilung an verfahrenstechnischen Anlagen auf ein realistisches und wirtschaftliches Maß zu begrenzen, wird die Be- und Entlüftungstechnik stark an Bedeutung gewinnen. Die Multijectoren eignen sich durch ihre Zündquellenfreiheit aber nicht nur zum Absaugen und Fördern von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen, sondern durch das Übersetzungsverhältnis auch zum gezielten Belüften und Einblasen. Ein Volumenanteil Druckluft erzeugt dabei das Fünffache an Saugluft, sodass sechs Volumenanteile den Multijector verlassen. Ein solcher Volumenstromverstärker lässt sich daher nicht nur zur Evakuierung, sondern ebenso zur schnellen Frischluftversorgung eines Raumes einsetzen. Die Ejektorpumpe kann ebenfalls mit Stickstoff betrieben werden und sorgt zum Beispiel durch die Umwälzung von N2 in einem Rührkessel für eine homogene Gasverteilung. Überall dort, wo es nicht auf einen großen Anblasdruck, sondern auf einen möglichst hohen Volumenstrom ankommt, lässt sich der Mehrstufenejektor effizient als Gebläse einsetzen.