Kreisel Zellenradschleusen

Drehschieber-Drehventile

Drehventil Drehventile werden zum Entleeren oder Volumendosieren von Schüttgütern aus Containern oder Verfahren in nachgeschaltete Anlagenteile oder Förderanlagen verwendet. Der Betrieb der Drehklappe basiert auf einem Läufer, der mit einer gewissen Zahl von Rotorblättern bestückt ist, die sich in einem Getriebegehäuse drehen. Die rotierende Rotoren nehmen im Einlassbereich Schüttgüter auf und befüllen ihre Rotorenzellen.

Die Rotationsbewegung fördert das schüttfähige Material in der Messzelle zum Auslass. Durch die Schwerkraft stürzt sie dort von der Messzelle in den angrenzenden Pflanzenbereich. Gasströme durch das Drehschieberventil aufgrund von Druckunterschieden zwischen Ein- und Ausgang werden durch schmale Spalte zwischen Rotors und Gehäuses reduziert.

Zellenradschleusen (KREISEL GesmbH & Co. KG)

Material: Zellularrad: Sonderanfertigungen auf Kundenwunsch: Die KREISEL ist der ideale Partner für alle Industrien, in denen Schüttgut verlässlich und gefahrlos zugeführt oder in Anlagenteile oder Förderanlagen entladen werden soll. Kommanditgesellschaft mit Hauptsitz in Krauschwitz. Bei KREISEL setzen wir mit Erfolg auf innovative Produkte und hochmoderne komplexe Lösungen. Für die Verarbeitung von kompletten Systemen oder Bauteilen zur wirtschaftlichen Förderung und Dosierung verschiedener schüttfähiger Güter steht ein hochqualifiziertes Mitarbeiterteam mit langjähriger Erfahrung in diesen Fachbereichen zur Verfügun....

Mit der KREISEL Gesellschaft mit beschränkter Haftung mbH & Co. Die Krauschwitzer KG ist ein mittelgroßes Familienunternehmen mit 110 Mitarbeiter. Seit 1912 werden die Produkte (z.B. Schieber, Doppelschwenkabsperrklappen, Keramikdrehventile, Räumdrehventile oder Drehventile) in vielen Staaten der Erde verwendet.

Kreisell stellt Riesenschleuse her

Für ein indonesisches Betonwerk fertigte die Fa. Kreisel von Kräuschwitzer zwei Riesenschieber. Dies sind die grössten Zellenradschleusen, die jemals von Kreisel hergestellt wurden. Jeder Typ ist 4,10 m hoch, wiegt rund 35 t und ist mit einem 2,40 m langen Zellularrad mitgenommen. Laut Wolfram Kreisel, dem geschäftsführenden Gesellschafter des Traditionsunternehmens, können mit diesen Sielen Förderkapazitäten von bis zu 750 t/h erreicht werden.

"Es sind etwa 35 große LKW-Ladungen pro Stunde." Für die Sonderanfertigung benötigten die Kreisel-Mitarbeiter rund vier Jahre.

Gelungene Inbetriebsetzung einer KREISEL Keramikschleuse bei PPC Hercules

In diesem Beitrag werden die Vorzüge der Keramikschleuse KREISEL ZSV-H gegenüber der Schraubenspindelpumpe sowie die gelungene Inbetriebsetzung einer Zentrifugalschleuse im Sept. 2015 beschrieben. Der luftbetriebene Fördern von Feinschüttgütern wie Zement, Rohmehl, Asche oder Steinkohle wird in der Regel mit aufwendigen Förderstrecken durchlaufen. Bereits seit einem knappen Jahrzehnt werden diese Anlagen durch hochverschleißfeste keramische Zellenradschleusen des Typs ZSV-H der Fa. KREISEL mit Sitz in Berlin abgelöst.

Wichtigstes Merkmal für den Einsatzbereich der KREISEL Keramikschleuse ist die Energieersparnis im Anlagenbetrieb sowie die hohe Verschleißbeständigkeit des Bauteils. In Südafrika hat sich PPC für sein Kraftwerk in Herkules entschieden, auch um eine FK4 durch einen KREISEL ZSV-H 700 zu ersetzen, um einen Stromverbrauch von 130 kW für den Schneckenpumpenantrieb zu sparen.

Abbildung 1 stellt den Prozessablauf der Betonmahlanlage dar. Abbildung 2a veranschaulicht die Montage von zwei Schraubenspindelpumpen vor der Systemumstellung. Der KREISEL ZSV-H wurde so aufgestellt, dass er alle drei Empfangsstellen versorgen kann. Seit ihrer Aufstellung im Jahr 2008 kann die Förderschnecke in der Regel maximal 100 - 130 tato-st.

Mit dem ZSV-H werden die bestehenden Dampferzeuger weiter verwendet. Der keramische Zellenradschleusen und sein Lagertank wurden so in die vorhandene Fabrik eingebaut, dass keine Umrüstungen an der Stahlkonstruktion oder der Förderleitung erforderlich waren. KREISEL hat im Dez. 2014 die Anlagenbauer von PPC nach Deutschland eingeladen, um die keramische Drehschieberausführung KREISEL vorzustellen.

In ausführlichen, vertrauensvollen Diskussionen beschloss PPC, die Förderschnecke durch das keramische KREISEL-Drehventil zu ersetzen. Abbildung 3 stellt den KREISEL ZSV-H vor der Konfektionierung im Herstellerwerk in Deutschland dar. Die Integration des KREISEL ZSV-H in die vorhandene Anlage wurde von KREISEL geplant (siehe 3D-Planungsausschnitt in Abb. 4) (siehe Abb. 5).

Die vorhandenen Tragkonstruktionen der Förderschnecke konnten noch zur Aufstellung genutzt werden. Die vorhandene Förderschnecke wurde in kürzester Zeit ausgebaut und der KREISEL ZSV-H installiert. KREISEL war für die Überwachung der Aufstellung und Inbetriebsetzung verantwortlich. Im Rahmen der Ergebnisauswertung zeigte die Leistungssteigerung der Mühle während der IBN, dass der ZSV-H in der Lage war, mind. 180 t/h Beton in die vorhandene Förderstrecke zu überführen.

KREISEL erzielt höchste Füllstände im Drehschieber durch die Fortentwicklung der Strömungsgeometrie des Einlasses des Leckgassammlers. Die KREISEL ist mit dem KREISEL ZSV-H im Besitz einer Zuführvorrichtung, die die modernen Kundenbedürfnisse mit höchster Genauigkeit erfüllt. Die Zellenradschleusen von KREISEL sind nach Jahrzehnten der Fortentwicklung und Perfektionierung bereits bekannt für ihre hohe Verarbeitungsqualität in allen Branchen und ihre hohe Verlässlichkeit hat sich bewährt.

Der strömungsbedingte Verschleiß war lange Zeit der Anlass, warum Zellenradschleusen nicht als Zuführvorrichtung für abrasive Materialien eingesetzt wurden. Der KREISEL ZSV-H kann nicht nur seine herausragenden Merkmale in pneumatische Fördersysteme integrieren, sondern stellt auch die bewährten Zuführsysteme in Bezug auf Lebensdauer, Wartungs- und Ersatzteilebedarf in den Vordergrund. Da der KREISEL ZSV-H die Anforderungen der Kunden an Verlässlichkeit und Energie-Effizienz erfüllte, muss die Integrationsfähigkeit noch getestet werden.

Die KREISEL Keramik-Drehklappe kann auch hier aufgrund ihres kleinen Platzbedarfs und ihres niedrigen Gewichts ihr Potenzial voll ausschöpfen und selbst Sicherheitsverantwortliche ohne zu zögern überzeugen. An diesen Positionen ist es das Drehventil, das es ermöglicht, die vom Auftraggeber ausgewählten Übergabepunkte zu implementieren. Um den KREISEL ZSV-H mit einer Förderschnecke zu vergleichen, wird die Funktionsweise der Förderschnecke anhand der Grundskizze in Abb. 6 kurz erklärt.

Durch die Verdichtung entsteht ein stark verdichteter Schüttgutabfall, der lediglich als Dichtung gegen den Druck der Förderleitung wirkt. Die Schüttkegel fallen dann in den Förderbereich der Schraubenspindel. Mit diesem Stutzen wird ein Druckabfall von ca. 0,30 bar verursacht und das Fördergas und das Schüttgut beschleunigt. Zwischen KREISEL Keramikdrehventilen und Schneckenpumpen bestehen folgende Unterschiede:

Im Beispiel von PPC weist die Förderschnecke eine Umlaufgeschwindigkeit von > 15 m/s auf, während das Drehventil mit < 0,70 m/s betrieben wird. Das Drehventil hat eine Umlaufgeschwindigkeit von > 15 m/s. Das Drehventil hat eine Geschwindigkeit von < 0,70 m/s. Beim Drehventil ist es nicht wahrscheinlich, dass dieser Fremdstoff in einer solchen Position auf den Läufer auftrifft, dass er sich verklemmt. Diese Klemme beschädigt auch in der Regel nicht das Drehventil.

Für die Bemessung einer Schraubenspindelpumpe sind die schüttguttechnischen Kenngrößen Feingehalt (Blaine), Partikelgrößenverteilung, Schüttgewicht und Feuchte erforderlich. Die genannten Größen wirken sich neben dem Gegendruck der Förderleitung auf die Bemessung des Antriebes aus. Wenn sich diese Kennwerte durch wechselnde Prozessgegebenheiten ändern, kann dies zum Ausfall der Schraubenspindelpumpe und damit zum Ausfall der Pumpe in der Folge werden. Bei der Konstruktion der Drehklappe ist jedoch nur die Rohdichte entscheidend.

Die Bestimmung des Antriebs erfolgt ausschliesslich durch die Auslegung der Drehklappe. Im PPC-Werk wurde ein 5,5 kW-Motor am Drehschieber montiert. Der eingebaute 132 kW-Motor erwiesen sich in diesem Kontext als Untermaß. Das Drehventil produziert keine Schüttgutverdichtung zur Versiegelung. Somit hat die Schleifhilfe keinen negativen Einfluss auf die Förder- und Antriebskapazität der Drehschieber.

Überlauf des Einlaufbereichs: Ist der Einlauf zur Schnecke ungleichmäßig und wird die Schnecke nahe der Betriebsgrenze gefahren, führt der Überlauf des Einlaufs zu einer Leistungsreduzierung. Die Konstruktion im Einlass des Zellenradschleusen ist so konzipiert, dass der Entstaubungsraum vom Einlassbereich getrennt ist. Wenn zu wenig Füllgut der Förderschnecke zugeleitet wird, kann der erforderliche Verschlussstopfen nicht ausreichen.

Beim keramikbeschichteten Drehventil hat dies aber auch keinen negativen Einfluss. Energiebedarf im Unterlastbetrieb: Für die Drehschieber als Eingabevorrichtung gilt: Fällt der zu transportierende Massendurchfluss auf einen Schüttgutstrom, fällt auch der erforderliche Druck der Förderleitung. Verschleißminderung durch Drehzahlreduzierung: Der Verschleiss der keramischen Drehklappe ist abhängig von den Einflussfaktoren Materialhärte, Schüttgutform, Druckdifferenz über der Drehklappe und der Geschwindigkeit der Drehklappe.

Einfluß des Gegendrucks auf den Pumpenmotor: Die Motorgröße der Förderschnecke ist fast ausschließlich abhängig vom Gegendruck in der Druckleitung. Dagegen wird der Antrieb des Drehventils nur durch die Abmessungen des Drehventils beeinflusst. Im Falle einer Drehklappe für z.B. 180 t/h Roggenmehl hat der Antrieb eine Nennleistung von 5,5 Kilowatt, bei einer Leistungsaufnahme von weniger als 1 Kilowatt im laufenden Prozess.

Das keramische Drehschieberventil KREISEL verursacht keine erwähnenswerte Kornvernichtung. Motorsteuerzentrale (MCC): Dank des kleinen Getriebemotors des Drehventils und des kleinen Druckerzeugungsmotors kann der MCC auch wesentlich kleiner und damit wirtschaftlicher sein. Inbetriebnahmen (IBN): Wie bereits in den Abschnitten PERFORMANCE PROPERTIES und MAHLHILFE erwähnt, verhält sich die Förderschnecke auf verschiedene Systemparameter. Das Drehventil dagegen verhält sich nicht auf diese Funktion.

Die Inbetriebnahme einer Drehklappe erfolgt in der Regel in ein bis zwei Tagen. Raumbedarf: Der letzte Vorzug ist der kleine Raumbedarf des ZSV-H. Die ZSV-H kann, wie in Figur 2 und Figur 4 dargestellt, an fast alle lokalen Bedingungen angepaßt werden. Bei ausreichendem Raum für eine Förderschnecke mit Pumpenanbaukasten kann in jedem Falle ein Drehventil installiert werden.

Anhand von PPC Hercules ist die Förderschnecke 4.500 Millimeter lang. Das keramische KREISEL-Drehventil dagegen kommt mit nur 2,150 Millimetern inklusive Antrieb aus. Leckgas: Bei Drehventilen treten aufgrund der Druckunterschiede Leckgasströme gegen den Massenstrom auf. Kapazität des CERAFEED ZSV-H:Die Förderkapazität des ZSV-H liegt zwischen 0,3 und 250 m³/h, abhängig von der Größe des Drehventils.

Die Firma PPC vertraute auf den neusten technischen Fortschritt - keramische Zellenradschleusen von KREISEL Deutschland. Die Systemparameter des Pneumatik-Fördersystems mit der Einlauforgan-Schneckenpumpe sind in Tab. 1 dargestellt. Bei der Datenaufnahme ergibt sich eine max. gleichbleibende Förderkapazität von 100 - 130 tato-Zement. Die Reserve-Schneckenpumpe wurde im Sept. 2015 durch einen KREISEL ZSV-H der Größe 700 austauschbar.

Dabei stellte sich heraus, dass der KREISEL ZSV-H auch hier noch nicht seine Leistungsgrenzen überschritten hat. Am Drehventil gab es keine Störgrößen. In den Abbildungen 2a+b ist die Systemstruktur vor und nach der Umstellung auf KREISEL ZSV-H dargestellt. Der Einlass wurde so angepaßt, dass die Tragkonstruktion weiterhin zur Aufnahme der Förderschnecke genutzt werden kann.

Der Kunde misst ständig die Antriebskraft der Drehschieber. Durch die spezielle Lageranordnung wird das Drehschieberventil mit einer Gesamtantriebsleistung von weniger als 1 Kilowatt durchlaufen. Der Ersatz der Förderschnecke durch ein Keramik-Drehventil spart einen erheblichen Teil der anfallenden Stromkosten der Pneumatik. PPC konnte durch den Ersatz seiner Schraubenspindelpumpe durch ein keramisches Drehventil von KREISEL seine Zementförderleistung auf mind. 175 t/h anheben.

Es handelt sich um eines von mehr als 2 Jahrzehnten erfolgreichem Projekt mit einer KREISEL Keramikschleuse. Inzwischen hat PPC in Südafrika einen weiteren ZSV-H für den Ersatz durch eine Förderschnecke bestellt. Für die gute und vertrauensvollen Beziehungen zu PPC ist KREISEL herzlich willkommen und hofft auf weitere Vorhaben im Bereich der Energiesparmaßnahmen.

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