Förderschnecken verfügen über eine weitgehend lineare Austragskennlinie und ermöglichen zudem eine saubere Förderung ohne Kontamination des Umfelds durch das Produkt. Nachteilig sind dagegen die nicht zu vermeidenden Reib- und Mahleinwirkungen auf das Produkt. Diese entstehen, wenn Produktpartikel sich im Spalt zwischen Schneckengewinde und Schneckenrohr oder –trog befinden. Bei abrasiven Produkten wie Quarzsanden führt dies zu einem erhöhten Verschleiß an der Schnecke und bei empfindlichen Produkten – hier sind als Beispiel Cerealien, Mandeln oder Nüsse zu nennen – zur Beschädigung der vorgegebenen Produktstruktur. Es tritt ein unerwünschter Abrieb auf, der den Feinanteil des Produktes erhöht oder sogar zum Bruch des Produktes führt.
Bei abrasiven Produkten erhöht der Verschleiß die Kosten für Wartung und Ersatzteilbeschaffung und verringert die Anlagenverfügbarkeit. Bei empfindlichen Produkten ist eine Schnecke aufgrund der genannten Eigenschaften nicht einsetzbar. Ein Grund, für diese Einsatzfälle nach Alternativen zu suchen. Vor dieser Aufgabenstellung standen die Techniker und Konstrukteure von MTS.
Einsatz bei Verschleiß
Bei der Herstellung von Perlite wurden bisher Dosierbandwaagen von MTS als Zuförder- und Dosierorgan eingesetzt. Rohperlite ist der Ausgangsstoff der Perliteherstellung. Das quarzsand-sandähnliche Ausgangsmaterial wird im Bergbau aus vulkanischem Gestein gewonnen und danach in einer Aufbereitungsanlage vorbehandelt. Es liegt in Form eines feinkörnigen, sehr abrasiven Materials vor und wird in speziellen Blähöfen bei 1.000°C zu einer Art Granulat expandiert. Für einen optimalen Herstellungsprozess ist es erforderlich, die Rohperlite entsprechend der Prozessvorgaben und in Abhängigkeit der Ofentemperatur so dem Ofen zuzugeben, dass eine konstante (optimale) Prozesstemperatur eingehalten wird, um ein optimales Blähergebnis zu erzielen.
Bei einer neuen Anlage sollte bedingt durch die geringe Anlagenleistung erstmalig ein Mikrodosierer die Dosierung der Rohperlite in den Ofen übernehmen. Als Alternative für die Austragsschnecke entschieden sich die Techniker von MTS in Absprache mit dem Kunden für ein Miniförderband als Austrags- und Dosierorgan. Der Vorteil: Der Austrag per Förderband kann über die Anpassung der Bandgeschwindigkeit genau so exakt geregelt werden wie bei einer Förderschnecke, hat aber darüber hinaus den Vorteil, dass auf spröde oder weiche Stoffe kein Einfluss genommen wird, der zu Abrieb oder Zerstörung führt. Bei den hier vorliegenden abrasiven Stoffen ist der Verschleiß viel geringer, da die Materialien auf dem Förderband frei liegend über einen recht unempfindlichen Fördergurt transportiert werden. Dafür wurde ein kleiner Gurtförderer aus Edelstahl mit einem Flachgurt eingesetzt, mit einer Bandlänge von 600 mm und einer Bandbreite von 300 mm. Die Bandgeschwindigkeit ist bei einer Getriebeuntersetzung von 5:1 mittels Steuergerät in einem weiten Bereich von 15 bis 300 mm/s regelbar.
Für die Anbindung des Förderbandes an den Wiegebehälter waren einige konstruktive Änderungen an der Dosiermechanik notwendig. So wurde auf die Auflockerungseinheit verzichtet und das Förderband direkt unter den Wiegebehälter montiert. Die gesamte Wiegeeinheit liegt nun auf einer Vier-Punkt-Auflage auf. Eine höhenjustierbare Schichthöhenblende sorgt für eine in Höhe und Breite kontrollierte Aufgabe des Materials auf das Band. Zusätzlich wurde, um das Durchschießen des Materials bei Wiederbefüllung der Waage zu vermeiden, im Übergangskonus eine einstellbare Materialbremse eingebaut. In diesem Pilotprojekt arbeitet der Dosierer wieder als Differentialwaage, d.h. auch während der Befüllung des Wiegebehälters wird kontinuierlich Material ausgetragen. Der Wiegebehälter wurde für eine maximale Dosierleistung von 500 l/h ausgelegt und regelt die Zugabe des Ausgangsproduktes Rohperlite im Bereich von 50 bis 500 l/h mit einer Genauigkeit von +/- 1%. So wird ein homogener Blähprozess gesichert und die Qualität des Endproduktes konstant gewährleistet.
Gravimetrische Dosiersysteme
DosWeigh-Waagen sind gravimetrische Dosiersysteme, die in Kombination mit einer Förderschnecke standardmäßig aus Vorratsbehälter, Wiegebehälter mit Auflockerungseinheit und der Austragsschnecke bestehen. Dieser Aufbau gewährleistet ein reibungsloses und exaktes Dosieren speziell von feinkörnigen Produkten. Die optimale Abstimmung der mechanischen Komponenten und ein leistungsstarkes Auswertesystem gewährleisten hohe Austragsgenauigkeiten von 0,5%. Die Waagen sind in Verbindung mit einem statischen Auswertesystem wie einem IT 6000E von SysTec oder einer Siwarex FTA von Siemens als Batch-Mikrodosierer einsetzbar. Die Befüllung der Waagen erfolgt nach Anforderung des Auswertesystems chargenweise während der Dosierpausen. In Verbindung mit dem Auswertesystem ModWeigh DI realisiert der DosWeigh auch genaue differenzielle Verwiegungen.
Fazit
Die erreichte Austragsgenauigkeit des MTS Dosierers mit einem Förderband als Austragsorgan anstelle einer Schnecke bietet ähnliche, wenn nicht sogar bessere Dosiererergebnisse. Zu berücksichtigen ist allerdings, dass die dosierten Materialien eine gute Fließfähigkeit aufweisen müssen, da der Dosierer in dieser Bauform über keine zusätzliche Austragshilfe mehr verfügt. Bei abrasiven und empfindlichen Produkten, lässt sich der DosWeigh Belt zuverlässig einsetzen.