Wenn der Vakuumbedarf und die Förderentfernungen moderat sind, können aufwendige Druckluftsysteme unnötig sein. Lernen Sie Vakuumförderer mit integriertem Regenerativgebläse kennen und erfahren Sie, wann diese Technologie geeignet ist und welche Vorteile sie bietet.
Pneumatische Fördersysteme sind häufig eine ausgezeichnete Lösung für den Transport großer Mengen pulverförmiger, granulierter oder pelletierter Materialien. Unter den verschiedenen Konzepten der pneumatischen Förderung bieten Vakuumsysteme mit Regenerativgebläse-Antrieb eine besonders kosteneffiziente, kompakte und einfache Lösung für Anwendungen mit moderatem Vakuumbedarf und begrenzten Förderentfernungen.
Andere Systemtypen, wie Druckfördersysteme, sind für den Transport schwererer Materialien über größere Entfernungen konzipiert; sie erfordern hohen Druck, hohe Investitionskosten, mehr Energieverbrauch und höhere Wartungskosten. Diese Drucktechnologie für kleinere Mengen über kürzere Strecken herunterzuskalieren, ist nicht immer praktisch oder wirtschaftlich. Hier zeigen Vakuumsysteme mit Regenerativgebläse ihre Stärken: Sie bieten die richtige Kombination aus Konstruktion und Betriebseigenschaften, was sich in hervorragender Wirtschaftlichkeit für leichtere Anwendungen niederschlägt.
Funktionsweise
Vakuumförderer sind relativ einfache Systeme, bestehend aus einer Aufnahmedüse, einer Förderleitung, einem Abscheider sowie einem Vakuumerzeuger als Energiequelle. Der Erzeuger erzeugt das Vakuum, das erforderlich ist, um das Material durch die Leitung in den Abscheider zu ziehen. Interne Filter trennen das Material von der Luft, entfernen Staub und schützen den Erzeuger.
Zur Entnahme des Produkts aus dem Abscheider werden verschiedene Ventilanordnungen eingesetzt: einfache Schieberventile, pneumatische Abwurfventile oder Zellenradschleusen.
Als Vakuumquelle können ein Regenerativgebläse, ein druckluftbetriebener Ejektor (Venturi), ein zentrales Vakuumsystem mit Flüssigkeitsringpumpen, ein Niederdruckgebläse oder eine Verdrängervakuumpumpe eingesetzt werden. Mit Ausnahme des Regenerativgebläses befinden sich alle diese Vakuumquellen außerhalb der Fördereinheit.
Vakuumsysteme werden bevorzugt für Materialien eingesetzt, die zum Verklumpen oder Verstopfen in Drucksystemen neigen. Sie eignen sich auch gut, wo der Platz begrenzt ist. Bei vielen leichten Materialien kann die Fördergeschwindigkeit hoch sein. Eine wesentliche Einschränkung ist die Reichweite: Sie werden im Allgemeinen nicht für Förderentfernungen über etwa 60 m oder Hubhöhen über etwa 15 m eingesetzt.
Integrierter Vakuumerzeuger
Im Gegensatz zu fast allen anderen pneumatischen Fördertechnologien sind Regenerativgebläse-Systeme einzigartig: Der Vakuumerzeuger ist integraler Bestandteil der Anlage, sodass keine externe Luft- oder Vakuumquelle benötigt wird.
Regenerativgebläse sind sehr einfach und zuverlässig aufgebaut. Sie bestehen aus nur wenigen Komponenten: einem Elektromotor mit gekapselten Lagern, einem Laufrad sowie einem Gehäuse mit Deckel. Sie haben keine weiteren beweglichen oder verschleißenden Teile, die Schmierung oder Wartung erfordern.
Wie ein Regenerativgebläse funktioniert
Regenerativgebläse arbeiten nach dem Prinzip der Wirbelströmung. Während sich das einstufige Laufrad im Gehäuse dreht, wird Luft zwischen den Schaufeln bewegt. Das rotierende Laufrad und die Strömung erzeugen einen Wirbel, der die Luftgeschwindigkeit schrittweise erhöht, während sie von Schaufel zu Schaufel wandert. Auf der Auslassseite ist die Strömung sehr stabil und gleichmäßig.
Vorteile eigenständiger Regenerativgebläse-Systeme
- Geringere Anfangskosten: Die Systeme sind eigenständig und benötigen lediglich einen Stromanschluss.
- Geringere Betriebskosten: Im Vergleich zu extern versorgten Systemen bieten Anlagen mit an Bord befindlichem Regenerativgebläse eine deutlich höhere Energieeffizienz.
- Keine Konkurrenz um Werksluft oder Vakuum mit anderen Anlagen.
- Einfache Installation: Diese Systeme wiegen weniger und beanspruchen weniger Platz als andere pneumatische Lösungen.
- Einfache Reinigung: Für die routinemäßige Filterreinigung werkzeuglos zugänglich konzipiert.
- Ölfreie Luft.
- Geringe Geräuschentwicklung.
Vergleich mit anderen Technologien
Für ähnliche Anwendungen werden gelegentlich zwei Alternativen zu Regenerativsystemen eingesetzt: Verdrängertechnologie und druckluftbetriebene Gebläse. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in Investitionskosten, Energieeffizienz und Servicebedarf — Bereiche, in denen die Regenerativlösung bei leichteren Anwendungen in der Regel überlegen ist.
Umsetzungsbeispiele
Die Automatisierung der Materialhandhabung verbessert Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Produktionseffizienz. Werner G. Smith, ein Chemikalienhersteller aus Ohio, sicherte sich einen langfristigen Vertrag zum Mischen von granuliertem Pulver mit einer wässrigen chemischen Lösung. Das Unternehmen konnte für diesen Prozess einen großen Reaktor bereitstellen, doch das Gebäude, in dem sich dieser befand, verursachte erhebliche logistische Probleme.
Hapman entwickelte ein Materialfördersystem, das eine Sackentleerstation mit Verlustgewichtsdosierung umfasst, die ein Vakuumfördersystem beschickt, das das Material dem Prozess zuführt. Das System umfasst ein integriertes Regenerativgebläse, integrale Filtration, einen Filterreinigungsmechanismus mit Rückspülimpuls sowie automatische Chargensteuerung.
Die Ergebnisse zeigten sich nahezu sofort. Die Produktionszeit wurde pro Charge um mehrere Stunden reduziert, und die Sauberkeit im Werk verbesserte sich erheblich. Das System machte zudem einen externen Dienstleister zum Umverpacken des Materials in 25-Kilogramm-Säcke überflüssig, und fünf Mitarbeiter wurden auf Aufgaben umgesetzt, die direkt mit der Produktion verbunden sind.
Ein Vakuumfördersystem beseitigt Kreuzkontamination bei einem Pharmaunternehmen.
Ein großer Pharmahersteller benötigte ein Vakuumfördersystem, um das fertige Produkt aus einem Trockner zu entnehmen und an ein mobiles, auf einer Waage montiertes Schüttguthandhabungssystem für präzise Dosierung und Portionierung zu übergeben. Die Herausforderung bestand darin, eine effiziente Reinigung zu implementieren, die das Risiko einer Kreuzkontamination bei Produktwechseln beseitigt.
Hapman entwickelte ein pneumatisches Vakuumfördersystem mit einzeln gesteuerten Sprühdüsen im Inneren des Förderers. Diese eigenständige Konstruktion ermöglichte eine zuverlässige Reinigung und Desinfektion des Innenraums ohne zeitaufwendige externe Verfahren. Weitere Verbesserungen umfassten seitliche Zugangstüren für den schnellen Wechsel der Filterkartuschen sowie ein Drehventil für die Reinigung im geschlossenen System (CIP), das eine Demontage, Reinigung und Wiedermontage innerhalb weniger Minuten ermöglicht. Die gesamte Einheit wurde aus 304er Edelstahl gefertigt, mit gekapselten Motoren und Steuerungen, die für explosionsgefährdete Bereiche und Nassreinigung ausgelegt sind. Das System erfüllte alle Konstruktionsziele und steigerte Durchsatz und Verarbeitungsgeschwindigkeit.
Zusammenfassung: Die ideale Wahl für moderate Anforderungen
Vakuumfördersysteme mit Regenerativgebläse eignen sich nicht für jede Anwendung: Sie ersetzen nicht die leistungsstärkeren Systeme, die für den Transport schwererer Materialien über größere Entfernungen benötigt werden. Doch für kleinere, kürzere Anlagen mit geringerem Vakuum- oder Luftverbrauch bieten sie eine ausgeprägte Reihe von Vorteilen.
Ihre Effizienz, einfache Bedienung, geringe Stellfläche und geringen Servicebedarf bieten eine einzigartige Kombination aus Wirtschaftlichkeit und Praxistauglichkeit.
Vorteile der pneumatischen Förderung
- Einfache Bauweise — im Wesentlichen ein Rohr, ein Abscheider und eine Vakuumquelle,
- Vollständig gekapselt — kein Staub, keine Verunreinigung, keine Zündfunken,
- Keine großen, schweren Förderer mit zahlreichen Verschleißteilen,
- Gute bis ausgezeichnete Energieeffizienz,
- Betrieb horizontal und vertikal,
- Leiser Betrieb.
