SKVTechnik informiert:

Schlammbecken übernehmen in kommunalen und industriellen Abwasseranlagen unterschiedliche Aufgaben. Sie dienen beispielsweise zur Sammlung, Zwischenspeicherung oder weiteren Behandlung von Schlämmen. Bleibt der Beckeninhalt über längere Zeit weitgehend unbewegt, können sich Feststoffe absetzen, Schwimmschichten entstehen und sauerstoffarme Bereiche bilden. Abhängig von Schlammart und Verweilzeit kann dies auch die Geruchsentwicklung begünstigen.

Eine gezielte Belüftung bringt Prozessluft über Belüftungsrohre, Düsen oder Membranbelüfter in das Becken ein. Die aufsteigenden Luftblasen erzeugen Strömungen und unterstützen die Bewegung des Schlamms. Dadurch kann die Bildung von Ablagerungen und Fäulnisbereichen verringert werden. Je nach verfahrenstechnischem Ziel unterstützt die Luftzufuhr außerdem biologische Prozesse oder hält den Beckeninhalt für nachfolgende Behandlungsschritte in einem gleichmäßigeren Zustand.

Der Seitenkanalverdichter stellt den dafür erforderlichen Volumenstrom und Überdruck bereit. Die Verdichtung erfolgt berührungslos und ohne Betriebsflüssigkeit im Verdichtungsraum. Damit eignen sich Seitenkanalverdichter für kontinuierliche Luftversorgungsaufgaben, bei denen ein gleichmäßiger Luftstrom bei niedrigem bis mittlerem Druck benötigt wird.

Auslegung nach dem tatsächlichen Betriebspunkt

Für die Auswahl eines Seitenkanalverdichters reicht die Angabe des gewünschten Volumenstroms allein nicht aus. Der Verdichter muss diesen Volumenstrom auch bei dem in der Anlage entstehenden Gegendruck bereitstellen.

Ein wesentlicher Anteil des erforderlichen Drucks ergibt sich aus der Beckentiefe beziehungsweise der zu überwindenden Wassersäule. Hinzu kommen der Öffnungs- und Betriebsdruck der Belüftungselemente sowie Druckverluste in Rohrleitungen, Filtern, Armaturen, Verteilern und Rückschlagventilen. Auch Schlammkonsistenz, Anzahl und Anordnung der Belüfter, Betriebsdauer, Umgebungstemperatur und Aufstellort beeinflussen die technische Vorauswahl.

Entscheidend ist deshalb der Betriebspunkt in der Kennlinie. Die maximalen Werte für Volumenstrom und Druck eines Seitenkanalverdichters gelten nicht gleichzeitig. Erst die Kennlinie zeigt, welcher Volumenstrom beim tatsächlich erforderlichen Überdruck verfügbar ist.

Konkretes Produktbeispiel für die Vorauswahl

Als mögliches Beispiel für eine technische Vorauswahl steht der nicht explosionsgeschützte Seitenkanalverdichter e5MSMOR mit der Artikelnummer SE05MS50+0003 zur Verfügung. Das Gerät ist mit einem 3-kW-IE3-Weitspannungsmotor ausgestattet und erreicht als maximale Kennwerte 263 m³/h sowie bis zu +300 mbar Überdruck. Weitere Merkmale sind Schutzart IP55 und ein angegebener Schalldruckpegel von 65 dB(A).

Ob dieses Modell den benötigten Volumenstrom am konkreten Betriebspunkt erreicht, muss anhand der Anlagen- und Kennliniendaten geprüft werden. Für kleinere Druckanforderungen stehen innerhalb derselben Baureihe auch Motorvarianten mit 1,1, 1,5 oder 2,2 kW zur Verfügung.

Standardausführung nur nach Prüfung der Umgebung

Wenn am Aufstellort keine explosionsgefährdete Atmosphäre vorliegt und auch das geförderte Medium keine ATEX-Ausführung verlangt, kann ein Standard-Seitenkanalverdichter ohne ATEX eingesetzt werden. Diese Geräte bieten gegenüber explosionsgeschützten Ausführungen häufig einen Preis- und Lieferzeitvorteil.

Die Entscheidung für oder gegen eine ATEX-Ausführung muss jedoch aus der Gefährdungsbeurteilung der Anlage hervorgehen. Auch Feuchtigkeit, Kondensat, korrosive Bestandteile, Staub, Außentemperatur und der Schutz des Verdichters vor Witterungseinflüssen sind bei der Planung zu berücksichtigen.

SKVTechnik unterstützt bei der Vorauswahl

Für eine belastbare Vorauswahl benötigt SKVTechnik Angaben zur Beckengröße und Beckentiefe, zur Schlammart beziehungsweise Schlammkonsistenz, zum gewünschten Volumenstrom, zu den Belüftungselementen und zum Leitungssystem. Zusätzlich sind Betriebsdauer, Aufstellort, Umgebungsbedingungen und vorhandene elektrische Anschlussdaten wichtig.

Auf dieser Grundlage lässt sich prüfen, welche Baureihe den notwendigen Luftstrom beim berechneten Gegendruck bereitstellt und welche Motorisierung für den vorgesehenen Betrieb geeignet ist.

Weitere Informationen zur Anwendung:

https://www.skvtechnik.de/wasseraufbereitung-seitenkanalverdichter/belueftung-von-schlammbecken/

Übersicht Wasseraufbereitung:

https://www.skvtechnik.de/wasseraufbereitung-seitenkanalverdichter/

Datenblatt e5MSMOR:

https://www.skvent.de/media/FPZ_SEITENKANALVERDICHTER/DSB_e_05_MS_MOR_IE3WR_DE.pdf

Drehzahl- und Kennlinienunterlagen:

https://www.skvent.de/media/FPZ_RPM/RPM_e_05_MS_MOR&GOR&GVR_DE.pdf

Fachartikel der SKVTechnik

Ölnebel entsteht unter anderem in Schmierölsystemen von Gas- und Dampfturbinen, Getrieben, Kompressoren und Dieselmotoren. Gelangt dieser Nebel unkontrolliert über Entlüftungen oder Dichtstellen in die Umgebung, gehen Schmierölanteile verloren und die Umgebung der Maschine kann belastet werden.

In einem Ölnebelabscheidesystem wird deshalb ein definierter Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck erfasst die ölnebelhaltige Abluft und führt sie durch geeignete Filter- und Abscheidestufen. Dort werden feine Öltröpfchen aus dem Luftstrom abgeschieden. Das zurückgewonnene Öl kann gesammelt oder – abhängig vom Anlagenkonzept – wieder in das Schmierölsystem zurückgeführt werden.

AUFGABE DES SEITENKANALVERDICHTERS

Der Seitenkanalverdichter ist nicht der eigentliche Ölabscheider. Seine Aufgabe besteht darin, den notwendigen Unterdruck und Volumenstrom für die kontrollierte Absaugung bereitzustellen.

Vorzugsweise arbeitet der Verdichter auf der Reinluftseite des Abscheidesystems. Der rohe Ölnebel wird dadurch zunächst im vorgeschalteten Filter oder Koaleszenzabscheider behandelt und muss nicht unmittelbar durch den Seitenkanalverdichter geführt werden.

Für die Auslegung sind insbesondere der erforderliche Absaugvolumenstrom, der gewünschte Unterdruck sowie die Druckverluste der Rohrleitungen und des Abscheiders entscheidend. Beim Filterdruckverlust sollte nicht nur der saubere, sondern möglichst auch der maximal beladene Zustand berücksichtigt werden.

REFERENZBETRIEBSPUNKT AUS EINER ÖLNEBELABSCHEIDEANLAGE

Ein dokumentiertes Anlagenbeispiel arbeitet mit folgenden Betriebsdaten:

• Volumenstrom: 110 Nm³/h
• Unterdruck: −60 mbar
• Motorleistung: 0,75 kW
• Frequenz: 50 Hz
• Schutzart: IP55

Diese Werte beschreiben einen konkreten Referenzbetriebspunkt und ersetzen keine projektspezifische Auslegung.

KONKRETES GERÄTEBEISPIEL AUS DEM SKVTECHNIK-SORTIMENT

Als mögliches Gerätebeispiel wurde ein Seitenkanalverdichter der Baureihe e4MSMOR mit 0,75 kW betrachtet. Die in den Produktdaten angegebenen Maximalwerte bei 50 Hz betragen:

• maximaler Volumenstrom: 138 m³/h
• maximaler Unterdruck: −150 mbar
• Anschlussgröße: 1½ Zoll
• Schalldruckpegel: 62 dB(A)
• Schutzart: IP55
• Gewicht: 17 kg
• Ausführung: Standardgerät ohne ATEX

Die Maschine besitzt einen IE3-Weitspannungsmotor, ist für den Betrieb mit Frequenzumrichter geeignet und wird als wartungsfreie Konstruktion aus Aluminiumlegierung beschrieben.

Ob dieses Gerät den tatsächlichen Betriebspunkt erreicht, muss anhand der Kennlinie sowie der realen Ansaugbedingungen geprüft werden. Dabei sind die Umrechnung zwischen Norm- und Betriebsvolumenstrom, der Filterdruckverlust und ausreichende Reserven zu berücksichtigen.

MEDIUM, ATEX UND WERKSTOFFAUSFÜHRUNG PROJEKTBEZOGEN PRÜFEN

Auch bei einer Aufstellung auf der Reinluftseite müssen Restölgehalt, Gastemperatur und Gaszusammensetzung bekannt sein. Davon hängt ab, ob eine Standardausführung verwendet werden kann oder besondere Maßnahmen hinsichtlich Dichtheit, Oberflächenbehandlung oder Werkstoffausführung erforderlich sind.

Explosionsschutz und Medienverträglichkeit sind getrennt zu bewerten. Die betrachtete Standardmaschine besitzt keine ATEX-Zulassung. Liegt eine explosionsgefährdete Atmosphäre vor, muss eine für die konkrete Zone geeignete Ausführung ausgewählt werden.

DATEN FÜR DIE TECHNISCHE VORAUSWAHL

Für eine belastbare Vorauswahl werden insbesondere folgende Angaben benötigt:

• gewünschter Volumenstrom in m³/h oder Nm³/h
• erforderlicher Unterdruck in mbar
• Druckverlust des Abscheiders im sauberen und beladenen Zustand
• Temperatur und Zusammensetzung des abgesaugten Gasstroms
• Art des Schmieröls und bekannte Ölnebelbelastung
• Dauer- oder Intervallbetrieb
• Aufstellort und Umgebungstemperatur
• gegebenenfalls ATEX-Zone
• elektrische Versorgung
• Anforderungen an Redundanz, Geräusch, Schutzart und Werkstoffe

SKVTechnik unterstützt bei der technischen Vorauswahl eines geeigneten Seitenkanalverdichters anhand des tatsächlichen Betriebspunktes.

Weitere Informationen zum Prozess:

https://www.skvtechnik.de/anwendungsmoeglichkeiten-von-seitenkanalverdichtern/oelnebelabscheidung-an-turbinen-und-maschinen-mit-seitenkanalverdichtern/

Übersicht der Anwendungsfälle:

https://www.skvtechnik.de/anwendungsmoeglichkeiten-von-seitenkanalverdichtern/

Produktdatenblatt der Baureihe e4MSMOR:

https://www.skvent.de/media/FPZ_SEITENKANALVERDICHTER/DSB_e_04_MS_MOR_IE3WR_DE.pdf

SKVTechnik informiert:

Seitenkanalverdichter erzeugen während des Betriebs Strömungs-, Motor- und Maschinengeräusche. Besonders in der Nähe von Arbeitsplätzen, Technikräumen oder geräuschempfindlichen Bereichen kann deshalb eine Verringerung des abgestrahlten Luftschalls erforderlich werden. Schallschutzkabinen setzen unmittelbar an der Maschine an. Für eine zuverlässige Lösung müssen jedoch deutlich mehr Kriterien als nur die Außenabmessungen des Verdichters betrachtet werden.

SKVTechnik hat deshalb die Landingpage „Schallschutzkabinen für Seitenkanalverdichter“ sowie die zugehörigen Informationsseiten neu aufgebaut und fachlich erweitert. Betreiber, Planer und Anlagenbauer erhalten dort einen strukturierten Überblick über die wesentlichen Gesichtspunkte, die bei Auswahl, Einbau und Betrieb einer Schallschutzkabine zu berücksichtigen sind.

Schallminderung und Wärmeabfuhr gemeinsam betrachten

Schallschutzkabinen umschließen den Seitenkanalverdichter mit schallabsorbierenden beziehungsweise schalldämmenden Bauteilen. Dadurch kann ein Teil des von der Maschine abgestrahlten Luftschalls innerhalb der Kabine aufgenommen und die Übertragung in die Umgebung reduziert werden. Für die dokumentierten FPZ-Schallschutzkabinen gibt der Hersteller eine Geräuschreduzierung von bis zu 10 dB(A) an. Der tatsächlich erreichbare Wert ist von der Maschine, ihrem Betriebspunkt, den angeschlossenen Leitungen und der konkreten Einbausituation abhängig.

Gleichzeitig entsteht beim Betrieb des Seitenkanalverdichters Wärme. Diese darf sich innerhalb der Kabine nicht unkontrolliert anstauen. Belüftungsöffnungen und elektrische Axialventilatoren müssen die erwärmte Luft abführen können. Der Betrieb setzt deshalb einen funktionsfähigen Axialventilator sowie freie Zu- und Abluftwege voraus. Auch der erforderliche Freiraum um die Kabine muss bereits bei der Anlagenplanung berücksichtigt werden.

Modellbezogene Zuordnung statt Auswahl allein nach Außenmaßen

Bei FPZ-Seitenkanalverdichtern gelten die in der aktuellen Herstellerdokumentation aufgeführten Zuordnungen zwischen Verdichtermodell und Schallschutzkabine. Berücksichtigt werden dabei unter anderem Abmessungen, Befestigungspunkte, Wärmeentwicklung, Belüftung sowie Lage und Ausführung der Ansaug-, Druck- und Elektroanschlüsse.

Für Seitenkanalverdichter anderer Hersteller kann SKVTechnik anhand der vom Kunden bereitgestellten Maße und technischen Angaben eine unverbindliche räumliche Vorauswahl unterstützen. Eine technische Freigabe oder ausdrückliche Kompatibilitätsbestätigung ist damit nicht verbunden. Die endgültige Prüfung und Verantwortung für Auswahl, Einbau, Anschlussführung, Wärmeabfuhr und sicheren Betrieb verbleiben beim Kunden beziehungsweise beim ausführenden Anlagenbauer.

Acht Themenbereiche erleichtern die Vorbereitung

Die überarbeitete Informationsstruktur gliedert das Thema in acht Bereiche:

1. Geräuschminderung direkt am Seitenkanalverdichter
2. modellbezogene Ausführung der Schallschutzkabinen
3. kontrollierte Wärmeabfuhr
4. schallabsorbierende Materialien und Paneelkonstruktionen
5. Verringerung der Schwingungsübertragung
6. wartungsfreundlicher Zugang
7. definierte Bedingungen für die Außenaufstellung
8. Transport, Palettierung und teilweise Stapelbarkeit

Damit wird deutlich, dass eine Schallschutzkabine nicht als isolierte Abdeckung betrachtet werden darf. Starre Leitungsverbindungen können beispielsweise Schwingungen und Körperschall auf Rohrleitungen oder Gebäudeteile übertragen. Flexible Anschlüsse und geeignete Schwingungsdämpfer können diese Übertragungswege begrenzen. Aufklappbare Dächer oder demontierbare Paneele wiederum erleichtern Installation, Kontrolle und Wartung.

Unterschiedliche Bedingungen bei der Außenaufstellung

Auch die Eignung für eine Außenaufstellung unterscheidet sich je nach Kabinenbaureihe. Die Ausführungen SC5M, SC6M und SC8M sind laut FPZ für Außeninstallationen geeignet. SC9M und SC10M sind in erster Linie für die Innenaufstellung vorgesehen; eine Außenaufstellung setzt einen Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung und Regen voraus. IH-Schallschutzkabinen benötigen bei einer Außenaufstellung zusätzliche geeignete Schutzmaßnahmen.

Die beschriebenen Standard-Schallschutzkabinen sind für den Betrieb in nicht explosionsgefährdeter Atmosphäre vorgesehen. Eine Eignung für explosionsgefährdete Bereiche wird für diese Standardausführungen nicht angegeben.

Neue Beitragsreihe vertieft einzelne Auswahlkriterien

Ergänzend zur neu strukturierten Website startet SKVTechnik eine Fachartikelreihe. In den folgenden Beiträgen werden Wärmeabfuhr, schallabsorbierende Materialien, Schwingungsübertragung, Wartungszugang, Außenaufstellung sowie Transport- und Stapelmöglichkeiten einzeln behandelt.

Die neue Themenseite ist unter folgender Adresse erreichbar:

https://www.skvtechnik.de/schallschutzkabinen/

Abbildungen und technische Angaben: FPZ. Technische Änderungen durch den Hersteller vorbehalten. Maßangaben sind unverbindlich. Es gelten die jeweils aktuellen Herstellerunterlagen.

SKVTechnik informiert:

In Abwasserbehandlungsanlagen müssen Inhaltsstoffe häufig über längere Zeit möglichst gleichmäßig im Becken verteilt bleiben. Ohne ausreichende Bewegung können Feststoffe sedimentieren, Schwimmschichten entstehen oder Bereiche mit unterschiedlichen Konzentrationen und Sauerstoffbedingungen auftreten.

Eine luftgestützte Durchmischung kann den Beckeninhalt in Bewegung halten. Dazu stellt ein Seitenkanalverdichter einen kontinuierlichen Luftstrom bereit. Die angesaugte Umgebungsluft wird über Rohrleitungen und Verteiler zu Düsen, Diffusoren oder Belüftungsrohren am Beckenboden geführt.

Die austretende Luft steigt in Form von Blasen durch das Abwasser auf. Dabei wird Wasser aus tieferen Bereichen mit nach oben bewegt. Gleichzeitig strömt anderes Wasser nach unten. Die entstehenden vertikalen Strömungen unterstützen eine großräumige Bewegung des Beckeninhalts.

Luftblasen erzeugen Bewegung im Becken

Die Durchmischungswirkung beruht nicht allein auf der unmittelbar eingebrachten Luftmenge. Entscheidend ist vor allem die durch die aufsteigenden Blasen erzeugte Wasserströmung.

Je nach Beckenform, Wassertiefe und Anordnung der Belüftungselemente entstehen unterschiedliche Strömungsbilder. Gut platzierte Einblasstellen können dazu beitragen, größere Bereiche des Beckens zu erfassen und strömungsarme Zonen zu reduzieren.

Die erforderliche Luftverteilung hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:

– Beckenvolumen und Beckengeometrie,
– minimale und maximale Wassertiefe,
– Einblastiefe,
– Art und Konzentration der Feststoffe,
– Viskosität des Mediums,
– Anzahl und Anordnung der Belüftungselemente,
– gewünschte Durchmischungswirkung sowie
– kontinuierliche oder intermittierende Betriebsweise.

Eine pauschale Dimensionierung allein anhand des Beckenvolumens reicht deshalb nicht aus. Die Strömung muss an den konkreten Prozess angepasst werden.

Feststoffe länger in Bewegung halten

In schlecht durchströmten Bereichen können sich Feststoffe am Beckenboden ablagern. Solche Ablagerungen verringern das nutzbare Beckenvolumen und können den Reinigungsaufwand erhöhen.

Die luftgestützte Bewegung kann Feststoffe länger in Schwebe halten und ihre Verteilung im Becken verbessern. Ob eine Sedimentation ausreichend begrenzt wird, hängt jedoch von Größe, Dichte und Konzentration der Partikel sowie von der tatsächlich erzeugten Strömung ab.

Eine vollständige Verhinderung von Ablagerungen kann nicht pauschal zugesichert werden. Besonders schwere oder grobe Bestandteile können sich trotz Belüftung absetzen. Für solche Medien muss geprüft werden, ob die luftgestützte Durchmischung allein ausreicht oder weitere technische Maßnahmen erforderlich sind.

Unterschiedliche Belastungen gleichmäßiger verteilen

Abwasser kann zeitlich und räumlich unterschiedliche Stoffkonzentrationen aufweisen. Ein punktueller Zulauf, schwankende Chargen oder wechselnde Feststoffgehalte können zu ungleichmäßigen Bedingungen führen.

Durch die erzeugte Beckenströmung werden unterschiedliche Bereiche miteinander vermischt. Dadurch können Konzentrationsunterschiede reduziert und nachfolgende Prozessstufen gleichmäßiger beschickt werden.

Die luftgestützte Durchmischung ersetzt keine analytische Prozesskontrolle. Bei relevanten Schwankungen sollten weiterhin geeignete Mess- und Probenahmekonzepte vorgesehen werden.

Sauerstoffeintrag als zusätzliche Wirkung

Beim Einbringen von Umgebungsluft wird neben der Durchmischung auch Sauerstoff in das Abwasser übertragen. Die Intensität des Sauerstoffeintrags hängt unter anderem von Blasengröße, Einblastiefe, Kontaktzeit, Temperatur, Abwasserzusammensetzung und Belüftertyp ab.

Ob dieser Sauerstoffeintrag erwünscht, erforderlich oder für den Prozess nur eine Nebenwirkung ist, muss anwendungsbezogen beurteilt werden.

Soll das Becken überwiegend durchmischt werden, kann eine andere Anordnung oder Luftverteilung sinnvoll sein als bei einer Anlage, deren Hauptziel die biologische Sauerstoffversorgung ist. Prozessziel und Belüftungssystem müssen deshalb aufeinander abgestimmt werden.

Keine mechanischen Rührwerksteile im Becken

Bei der luftgestützten Durchmischung befinden sich im Abwasserbecken keine motorisch angetriebenen Rührwerksteile. Die Bewegung wird durch die eingeblasene Luft und die daraus entstehenden Wasserströmungen erzeugt.

Das kann insbesondere bei schwer zugänglichen Becken oder korrosiven Umgebungsbedingungen vorteilhaft sein. Wartungsrelevante Komponenten wie Seitenkanalverdichter, Ansaugfilter, Ventile und Messgeräte lassen sich außerhalb des Beckens anordnen.

Die Belüftungselemente und Rohrleitungen innerhalb des Beckens bleiben dennoch prüf- und wartungsbedürftig. Ablagerungen, Verstopfungen oder beschädigte Membranen können die Luftverteilung verändern.

Luftmenge und Betriebsdruck gemeinsam auslegen

Der Seitenkanalverdichter muss den erforderlichen Luftvolumenstrom am tatsächlichen Gegendruck des Systems bereitstellen.

Den größten Anteil am Gegendruck bildet häufig die Wassersäule über den Belüftungselementen. Als technische Orientierung entsprechen ein Meter Einblastiefe ungefähr 100 Millibar hydrostatischem Druck.

Hinzu kommen Druckverluste durch:

– Ansaugfilter,
– Schalldämpfer,
– Rohrleitungen und Schläuche,
– Bögen und Abzweige,
– Regel- und Absperrarmaturen,
– Rückschlagarmaturen,
– Luftverteiler sowie
– Düsen oder Belüftungselemente.

Der maximale Volumenstrom und der maximale Überdruck eines Seitenkanalverdichters stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Entscheidend ist der Betriebspunkt auf der Maschinenkennlinie.

Eine übermäßige Drosselung oder ein dauerhaft ungeeigneter Betriebspunkt kann zu erhöhter Leistungsaufnahme und Temperaturentwicklung führen. Maschine und Luftverteilung sollten deshalb gemeinsam ausgelegt werden.

Belüftungszonen pneumatisch abgleichen

Bei größeren Becken kann es sinnvoll sein, die Luftverteilung in mehrere Zonen aufzuteilen. Über einen Hauptverteiler werden einzelne Leitungen oder Belüfterstränge versorgt.

Unterschiedliche Leitungslängen, Rohrdurchmesser, Einblastiefen und Belüfterwiderstände können dazu führen, dass einzelne Zonen mehr Luft erhalten als andere. Der Luftstrom folgt bevorzugt dem Weg mit dem geringsten Widerstand.

Für eine gleichmäßigere Versorgung können geeignete Regelarmaturen, Durchflussmessungen oder ein pneumatischer Abgleich vorgesehen werden. Die Einstellung sollte unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen erfolgen.

Wird eine Zone abgeschaltet, kann sich die Luftmenge in den übrigen Strängen erhöhen. Deshalb muss die Steuerung so ausgelegt sein, dass weder Belüftungselemente noch Seitenkanalverdichter außerhalb ihrer zulässigen Betriebsbereiche arbeiten.

Rückfluss von Abwasser verhindern

Die Belüftungselemente liegen unterhalb des Wasserspiegels. Bei Stillstand oder ungünstigen Druckverhältnissen kann Wasser in die Luftleitung zurückströmen.

Abwasser darf nicht bis zum Seitenkanalverdichter gelangen. Je nach Anlage können geeignete Rückschlagarmaturen, hochgeführte Leitungsabschnitte oder zusätzliche Absperreinrichtungen erforderlich sein.

Die konkrete Absicherung richtet sich nach der Einbausituation, dem maximalen Wasserstand und den möglichen Druckzuständen. Rückschlagarmaturen müssen regelmäßig auf Funktion und Verschmutzung geprüft werden.

Wirtschaftliche Nicht-ATEX-Ausführungen einsetzen

Bei der Durchmischung gewöhnlicher Abwasserbecken fördert der Seitenkanalverdichter normalerweise Umgebungsluft. Befindet sich der Aufstellort außerhalb eines explosionsgefährdeten Bereichs, kann häufig eine wirtschaftliche Nicht-ATEX-Standardausführung eingesetzt werden.

Ob tatsächlich keine explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, muss durch Betreiber oder Anlagenplaner im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung festgestellt werden. Die Förderung von Umgebungsluft allein ersetzt diese Prüfung nicht.

Nicht-ATEX-Seitenkanalverdichter sind bei vergleichbarer Leistung in der Regel günstiger als ATEX-Ausführungen. Nach aktueller Erfahrung von SKVTechnik können geeignete Standardgeräte vielfach innerhalb von etwa zwei bis drei Wochen bereitgestellt werden.

Damit kann ihre Lieferzeit ungefähr drei bis fünf Wochen kürzer ausfallen als bei einer vergleichbaren ATEX-Ausführung. Die tatsächliche Verfügbarkeit hängt von Baugröße, Motorleistung, Ausstattung und aktueller Liefersituation ab.

Aufstellung und Überwachung

Der Seitenkanalverdichter sollte auf einem trockenen, ausreichend tragfähigen und möglichst schwingungsarmen Untergrund installiert werden. Bei einer Außenaufstellung ist ein geeigneter Witterungsschutz erforderlich. Die Kühlluftwege der Maschine müssen dabei frei bleiben.

Ein Ansaugfilter schützt Maschine und Belüftungssystem vor Staub und Partikeln. Ein verschmutzter Filter erhöht den Ansaugwiderstand und kann den erreichbaren Luftvolumenstrom reduzieren.

Für die betriebliche Überwachung können unter anderem folgende Einrichtungen sinnvoll sein:

– Druckmessung in der Hauptluftleitung,
– Durchflussmessung für einzelne Zonen,
– Motorschutz,
– Temperaturüberwachung,
– Betriebsstundenerfassung,
– Filterkontrolle sowie
– Störmeldung bei Ausfall des Verdichters.

Welche Überwachung erforderlich ist, richtet sich nach der Bedeutung der Durchmischung für den Gesamtprozess.

Technische Vorauswahl durch SKVTechnik

SKVTechnik unterstützt Betreiber, Planer und Anlagenbauer bei der Vorauswahl geeigneter Seitenkanalverdichter für die Durchmischung von Abwasserbecken.

Für eine technische Vorauswahl sind insbesondere folgende Angaben hilfreich:

– Einsatzfall und Prozessziel,
– Abmessungen und Volumen des Beckens,
– minimale und maximale Wassertiefe,
– vorgesehene Einblastiefe,
– Art und Konzentration der Feststoffe,
– Anzahl und Typ der Belüftungselemente,
– erforderlicher Luftvolumenstrom,
– Rohrdurchmesser und Leitungslängen,
– Anzahl der Verteiler und Armaturen,
– kontinuierliche oder intermittierende Betriebsweise,
– Aufstellort des Seitenkanalverdichters,
– Umgebungstemperatur,
– gewünschte Schutz- und Überwachungseinrichtungen sowie
– Ergebnis der ATEX-Gefährdungsbeurteilung.

Auf Grundlage dieser Angaben kann der benötigte Betriebspunkt bestimmt und eine geeignete Maschinenausführung geprüft werden.

Weitere Informationen:

https://www.skvtechnik.de/wasseraufbereitung-seitenkanalverdichter/durchmischung-von-abwasserbecken/

Übersicht Wasseraufbereitung:

https://www.skvtechnik.de/wasseraufbereitung-seitenkanalverdichter/

SKVTechnik informiert:

Rohbiogas enthält neben Methan und Kohlendioxid häufig Schwefelwasserstoff. Die Konzentration hängt unter anderem von den eingesetzten Substraten, der biologischen Prozessführung und den Betriebsbedingungen im Fermenter ab.

Schwefelwasserstoff ist toxisch, korrosiv und kann nachgeschaltete Anlagenkomponenten belasten. Bei der Verbrennung können schwefelhaltige Verbindungen entstehen, die Motoren, Abgaswege und weitere Komponenten eines Blockheizkraftwerks angreifen. Eine ausreichende Entschwefelung gehört deshalb zu den wichtigen Schritten der Biogasaufbereitung.

Bei der biologischen Entschwefelung wird dem Prozess eine kontrollierte Menge Luft oder Sauerstoff zugeführt. Schwefeloxidierende Mikroorganismen nutzen den darin enthaltenen Sauerstoff und wandeln Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel beziehungsweise – abhängig von den Prozessbedingungen – in weitere oxidierte Schwefelverbindungen um.

Ein Seitenkanalverdichter kann die benötigte Prozessluft bereitstellen und über Rohrleitungen zu den vorgesehenen Einblasstellen fördern.

Prozessluft kontrolliert in das System einbringen

Für die biologische Entschwefelung wird nicht das Biogas durch den Seitenkanalverdichter gefördert. Die Maschine saugt Umgebungsluft an und stellt diese mit dem erforderlichen Volumenstrom und Überdruck zur Verfügung.

Die Luft wird über eine geeignete Dosiereinrichtung in den Gasraum des Fermenters, einen Gasspeicher oder einen separaten biologischen Entschwefelungsreaktor eingebracht. Die genaue Einblasstelle richtet sich nach der verfahrenstechnischen Ausführung der Anlage.

Damit die Mikroorganismen Schwefelwasserstoff oxidieren können, benötigen sie neben Sauerstoff geeignete Oberflächen beziehungsweise Besiedlungsbereiche und passende Umgebungsbedingungen. Dazu gehören unter anderem Feuchtigkeit, Temperatur und eine ausreichende Kontaktzeit.

Der Seitenkanalverdichter übernimmt dabei ausschließlich die Bereitstellung des Luftstroms. Die eigentliche Entschwefelung erfolgt durch den biologischen Prozess.

Luftmenge bedarfsgerecht dosieren

Die Luftzufuhr darf nicht pauschal festgelegt werden. Die benötigte Menge hängt insbesondere von der Schwefelwasserstoffkonzentration, dem Biogasvolumenstrom und dem Aufbau des Entschwefelungssystems ab.

Zu wenig Sauerstoff kann die biologische Umsetzung begrenzen. Eine zu hohe Luftzufuhr ist ebenfalls zu vermeiden, da dadurch unnötig viel Sauerstoff und Stickstoff in das Biogas gelangen können.

Besonders wichtig ist, dass durch die Luftzugabe keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entsteht. Die zulässige Luftmenge muss deshalb durch den Anlagenplaner beziehungsweise Betreiber auf Grundlage des Prozess- und Explosionsschutzkonzeptes festgelegt werden.

Eine geeignete Regelung kann den Luftvolumenstrom beispielsweise anhand folgender Mess- und Betriebsgrößen anpassen:

– aktueller Biogasvolumenstrom,
– Schwefelwasserstoffkonzentration vor der Entschwefelung,
– Schwefelwasserstoffkonzentration nach der Entschwefelung,
– Sauerstoffgehalt im Biogas,
– Methangehalt,
– Betriebszustand des Fermenters,
– Temperatur und Feuchtigkeit sowie
– Druckverhältnisse an der Einblasstelle.

Der Seitenkanalverdichter sollte nicht allein nach einem theoretischen Maximalwert ausgewählt werden. Maßgeblich ist der tatsächlich benötigte und regelbare Arbeitsbereich.

Volumenstrom und Überdruck gemeinsam auslegen

Der Seitenkanalverdichter muss den benötigten Luftvolumenstrom gegen den Widerstand des gesamten Leitungssystems fördern.

Zum erforderlichen Überdruck gehören unter anderem:

– Druck im Fermenter oder Entschwefelungsreaktor,
– Druckverluste in Rohrleitungen,
– Filter und Schalldämpfer,
– Rückschlagarmaturen,
– Regel- und Dosierventile,
– Durchflussmessgeräte sowie
– Einblasdüsen oder andere Einblaseinrichtungen.

Der maximale Volumenstrom und der maximale Überdruck einer Maschine stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Die Auswahl muss deshalb anhand der Kennlinie des Seitenkanalverdichters am vorgesehenen Betriebspunkt erfolgen.

Für eine bedarfsgerechte Regelung kann – abhängig von Maschine und Anlagenkonzept – der Einsatz eines Frequenzumrichters geprüft werden. Alternativ können geeignete Regelarmaturen oder andere Dosiereinrichtungen verwendet werden.

Eine Regelung darf den Seitenkanalverdichter jedoch nicht in einen unzulässigen Betriebsbereich bringen. Mindestvolumenstrom, Motorbelastung, Temperaturentwicklung und zulässiger Differenzdruck müssen berücksichtigt werden.

Rückströmung von Biogas verhindern

Da die Luftleitung mit einem biogasführenden Anlagenbereich verbunden ist, muss verhindert werden, dass Biogas bei Stillstand, Druckschwankungen oder Störungen in Richtung des Seitenkanalverdichters zurückströmt.

Je nach Anlagenkonzept können dafür beispielsweise folgende Komponenten und Maßnahmen erforderlich sein:

– geeignete Rückschlagarmaturen,
– automatische Absperrventile,
– überwachte Dosierventile,
– Drucküberwachung,
– Gaswarntechnik,
– sichere Abschaltfunktionen sowie
– eine auf den Prozess abgestimmte Leitungsführung.

Die konkrete Ausführung richtet sich nach der Gefährdungsbeurteilung, dem Explosionsschutzdokument und den verfahrenstechnischen Anforderungen der Anlage.

Ein einfaches Rückschlagventil darf nicht automatisch als alleinige Schutzmaßnahme betrachtet werden. Die erforderliche Absicherung muss für den jeweiligen Anwendungsfall festgelegt werden.

ATEX-Anforderungen anhand des Aufstellortes prüfen

Auch wenn der Seitenkanalverdichter im bestimmungsgemäßen Betrieb Umgebungsluft fördert, kann sein Aufstellort explosionsschutztechnisch relevant sein.

Befindet sich die Maschine in einem explosionsgefährdeten Bereich, muss geprüft werden, welche ATEX-Kategorie und Gerätekonfiguration erforderlich sind. Dabei sind sowohl die äußere Atmosphäre als auch mögliche Rückströmungen aus dem Prozess zu berücksichtigen.

Für bestimmte Biogasanwendungen bietet SKVTechnik Seitenkanalverdichter in ATEX-II-3GD-Ausführung an. Ob diese Ausführung für den konkreten Aufstellort und die festgelegte Zone geeignet ist, muss projektbezogen geprüft werden.

ATEX-Ausführung und Korrosionsschutz sind dabei getrennte technische Themen. Der Explosionsschutz berücksichtigt mögliche Zündgefahren. Der Korrosionsschutz betrifft die Beständigkeit der Maschine gegenüber Feuchtigkeit, Kondensat und aggressiven Bestandteilen.

Feuchtigkeit und Korrosion berücksichtigen

Die angesaugte Umgebungsluft kann Feuchtigkeit enthalten. Darüber hinaus besteht bei einer Verbindung mit dem Biogassystem das Risiko, dass feuchtes Gas oder Kondensat in Richtung der Luftversorgung gelangt.

Schwefelwasserstoff und schwefelhaltiges Kondensat können korrosiv wirken. Bei Seitenkanalverdichtern sind enge Spaltmaße für Druckaufbau und Volumenstrom entscheidend. Korrosion an Innenflächen, Laufrädern, Schrauben oder weiteren Bauteilen kann deshalb die langfristige Funktionsfähigkeit beeinträchtigen.

Abhängig von Aufstellort, Feuchtigkeit und möglicher Medienbelastung können zusätzliche Schutzmaßnahmen geprüft werden. Dazu gehören beispielsweise:

– behandelte oder versiegelte Oberflächen,
– Anodisierung geeigneter Bauteile,
– korrosionsbeständige Verbindungselemente,
– abgedichtete Ausführungen,
– Maßnahmen gegen Kondensatbildung,
– Antikondensationsheizung sowie
– eine angepasste Schutzart des Motors.

Welche Maßnahmen sinnvoll und für die jeweilige Baugröße verfügbar sind, muss anhand der konkreten Betriebsbedingungen geprüft werden.

Messung und Überwachung gehören zum Prozess

Die biologische Entschwefelung ist kein statischer Prozess. Biogasproduktion und Schwefelwasserstoffkonzentration können sich mit Substratzusammensetzung, Temperatur, Belastung und biologischer Aktivität verändern.

Eine konstante, einmal eingestellte Luftmenge ist deshalb nicht unter allen Betriebsbedingungen ausreichend. Für einen stabilen und sicheren Betrieb sollten die maßgeblichen Gaswerte überwacht und die Luftzufuhr bei Bedarf angepasst werden.

Besonders relevant sind die Messung des Schwefelwasserstoffgehalts und die Überwachung des Sauerstoffanteils. Messstellen müssen so angeordnet und gewartet werden, dass sie den Prozesszustand möglichst zuverlässig abbilden.

Auch Luftvolumenstrom und Druck der eingeblasenen Prozessluft sollten kontrollierbar sein. Ein verschmutzter Ansaugfilter, veränderte Leitungswiderstände oder eine beeinträchtigte Einblasstelle können den tatsächlichen Luftstrom verändern.

Biologische Entschwefelung ersetzt keine Gesamtbetrachtung

Die biologische Entschwefelung kann die Schwefelwasserstoffbelastung des Biogases deutlich reduzieren. Der tatsächlich erreichbare Abscheidegrad hängt jedoch von der Ausgangskonzentration, der Dosierung, der Kontaktzeit, den biologischen Bedingungen und dem Aufbau der Anlage ab.

Je nach geforderter Gasqualität kann eine zusätzliche Feinentschwefelung erforderlich sein. Das gilt beispielsweise, wenn nachgeschaltete Motoren, Gasaufbereitungsanlagen oder andere Verbraucher besonders niedrige Schwefelwasserstoffwerte benötigen.

Eine belastbare Auslegung berücksichtigt daher den gesamten Weg des Biogases – vom Fermenter über die Entschwefelung und Gasförderung bis zum jeweiligen Verbraucher.

Das FAZ-Advertorial über ATEX-Seitenkanalverdichter für Biogasanlagen greift diese Gesamtbetrachtung auf und erläutert, warum Explosionsschutz, Korrosionsschutz und der konkrete Betriebspunkt gemeinsam bewertet werden müssen:

https://cmk.faz.net/cms/articles/20633/anzeige/unn/atex-seitenkanalverdichter-fuer-biogasanlagen-mit-korrosionsschutz

Technische Vorauswahl durch SKVTechnik

SKVTechnik unterstützt Betreiber, Anlagenplaner und Anlagenbauer bei der Vorauswahl geeigneter Seitenkanalverdichter für die Luftversorgung biologischer Entschwefelungsprozesse.

Für eine technische Vorauswahl sind insbesondere folgende Angaben hilfreich:

– Ausführung des Entschwefelungsprozesses,
– Ort der Lufteinblasung,
– Biogasvolumenstrom,
– Schwefelwasserstoffkonzentration vor der Behandlung,
– gewünschter Wert nach der Behandlung,
– erforderlicher Luftvolumenstrom,
– benötigter Überdruck an der Einblasstelle,
– vorhandener Gasdruck,
– Leitungslänge und Rohrdurchmesser,
– eingesetzte Regel- und Sicherheitsarmaturen,
– gewünschte Regelbarkeit,
– Feuchtigkeit und Temperatur,
– Aufstellort des Seitenkanalverdichters,
– ATEX-Zoneneinteilung sowie
– gewünschte Korrosionsschutzmaßnahmen.

Auf Grundlage dieser Angaben kann ein geeigneter Betriebspunkt bestimmt und die erforderliche Ausführung des Seitenkanalverdichters geprüft werden.

Weitere Informationen zu ATEX-Seitenkanalverdichtern für Biogasanlagen:

https://www.skvtechnik.de/biogas-seitenkanalverdichter/

SKVTechnik informiert:

Seitenkanalverdichter erzeugen während des Betriebs Strömungs-, Motor- und Maschinengeräusche. Eine Schallschutzkabine kann die Ausbreitung des von der Maschine abgestrahlten Luftschalls reduzieren. Voraussetzung ist jedoch, dass die Kabine nicht nur groß genug erscheint, sondern konstruktiv für den vorgesehenen Seitenkanalverdichter geeignet ist.

Bei einer modellbezogenen Schallschutzkabine werden die Abmessungen der Maschine, die Befestigung, die Lage der Anschlüsse, die Wärmeentwicklung und die erforderliche Kühlluftführung gemeinsam berücksichtigt. Deshalb kann eine Kabine nicht allein anhand ihrer Außen- oder Innenmaße ausgewählt werden.

Für FPZ-Seitenkanalverdichter gelten feste Modellzuordnungen

Für FPZ-Seitenkanalverdichter sind bestimmte Kombinationen aus Maschine und Schallschutzkabine vorgesehen. Maßgeblich ist die jeweils aktuelle Zuordnungstabelle des Herstellers.

In dieser Zuordnung werden unter anderem die Maschinenbaureihe, die Baugröße und die Ausführung des Seitenkanalverdichters berücksichtigt. Ein einflutiges Modell kann andere Abmessungen und Anschlusspositionen besitzen als eine zweiflutige Maschine derselben Baureihe. Auch Motorgröße, Einbaulage und Anschlussführung können sich unterscheiden.

Für FPZ-Modelle gelten daher ausschließlich die in der aktuellen Zuordnungstabelle aufgeführten Kombinationen als herstellerseitig vorgesehen. Eine nur räumlich passende Kabine ist nicht automatisch technisch geeignet.

Die modellbezogene Auswahl unterstützt dabei, dass:

– der Seitenkanalverdichter innerhalb der Kabine ausreichend Platz besitzt,
– die vorgesehenen Befestigungspunkte genutzt werden können,
– Ansaug- und Druckleitungen korrekt geführt werden,
– elektrische Anschlüsse zugänglich bleiben,
– die erforderlichen Luftwege frei bleiben,
– Wartungsbereiche erreicht werden können und
– die entstehende Wärme kontrolliert abgeführt wird.

Wärmeabfuhr gehört zur technischen Auslegung

Motor und Verdichterstufe geben während des Betriebs Wärme an die Umgebung ab. Innerhalb einer geschlossenen oder stark gedämmten Kabine kann sich diese Wärme anstauen.

Die für FPZ-Seitenkanalverdichter vorgesehenen Schallschutzkabinen verfügen deshalb über definierte Belüftungsöffnungen und elektrische Axialventilatoren. Diese führen Kühlluft durch die Kabine und transportieren erwärmte Luft nach außen.

Der Seitenkanalverdichter darf innerhalb der Kabine nur betrieben werden, wenn der vorgesehene Axialventilator eingeschaltet und funktionsfähig ist. Zu- und Abluftöffnungen müssen frei bleiben. Sie dürfen weder durch Wände, gelagerte Gegenstände noch durch nachträglich montierte Bauteile verdeckt werden.

Die Wärmeabfuhr hängt nicht allein von der Motorleistung ab. Auch der tatsächliche Betriebspunkt, die Einschaltdauer, die Umgebungstemperatur, die Aufstellung und die Strömungsverhältnisse im Inneren der Kabine wirken sich aus.

Eine größere Kabine ist deshalb nicht automatisch thermisch besser geeignet. Werden Maschinenposition, Luftwege oder Anschlüsse verändert, kann sich die vorgesehene Kühlströmung verschlechtern.

Anschlusspositionen beeinflussen die Auswahl

Ansaug- und Druckanschluss des Seitenkanalverdichters müssen durch die dafür vorgesehenen Kabinenöffnungen geführt werden. Die Position und Größe dieser Öffnungen sind auf bestimmte Maschinenkonfigurationen abgestimmt.

Starre oder ungünstig geführte Rohrleitungen können mechanische Spannungen und Schwingungen auf die Kabine übertragen. Flexible Anschlussstücke können dabei helfen, die Übertragung von Körperschall und Schwingungen auf Rohrleitungen oder das Bauwerk zu begrenzen.

Die Leitungsführung darf gleichzeitig die Belüftungswege, den Axialventilator und den Wartungszugang nicht behindern. Auch elektrische Kabel, Motorschutz und gegebenenfalls vorhandene Sensorleitungen müssen fachgerecht geführt werden.

Nachträgliche Öffnungen oder Umbauten an der Kabine können die Schallminderung, Stabilität und Wärmeführung beeinflussen. Sie sollten deshalb nicht ohne technische Prüfung vorgenommen werden.

Geräuschminderung hängt von der Einbausituation ab

Für dokumentierte FPZ-Schallschutzkabinen wird eine Geräuschreduzierung von bis zu 10 dB(A) angegeben. Der tatsächlich erreichbare Wert hängt vom eingesetzten Seitenkanalverdichter, dessen Betriebspunkt und der gesamten Einbausituation ab.

Neben dem direkt durch die Kabine übertragenen Luftschall können weitere Schallpfade bestehen:

– ungedämmte Ansaug- und Druckleitungen,
– starre Rohrleitungsverbindungen,
– Schwingungsübertragung auf das Fundament,
– schallharte Wände oder Decken,
– offene Leitungsdurchführungen,
– ungünstige Aufstellung in Raumecken sowie
– weitere Maschinen im gleichen Bereich.

Die Angabe „bis zu 10 dB(A)“ ist daher kein pauschal garantierter Wert für jede Anlage. Zur Bewertung einer konkreten Aufstellung müssen die Maschine, die Leitungsanschlüsse und die räumlichen Bedingungen gemeinsam betrachtet werden.

Wartungszugang muss erhalten bleiben

Eine Schallschutzkabine darf die Kontrolle und Wartung des Seitenkanalverdichters nicht unnötig erschweren. Je nach Kabinenbaureihe ermöglichen aufklappbare Dächer oder demontierbare Paneele den Zugang zur Maschine.

Für Wartungsarbeiten muss rund um die Kabine ausreichend Freiraum vorhanden sein. Filter, elektrische Anschlüsse, Axialventilator und Leitungsverbindungen sollten erreichbar bleiben.

Nach Wartungsarbeiten sind sämtliche Paneele, Abdeckungen und Verbindungselemente wieder korrekt anzubringen. Nicht vollständig geschlossene oder falsch montierte Kabinenteile können die Schallminderung und Luftführung beeinträchtigen.

Aufstellbedingungen der Kabinenbaureihe beachten

Nicht jede Schallschutzkabine ist ohne zusätzliche Maßnahmen für eine ungeschützte Außenaufstellung geeignet. Die zulässigen Aufstellbedingungen unterscheiden sich je nach Baureihe.

Nach den aktuellen FPZ-Unterlagen sind die Ausführungen SC5M, SC6M und SC8M für Außeninstallationen geeignet. Für SC9M und SC10M wird ein gut belüfteter und überdachter Aufstellort verlangt. IH-Schallschutzkabinen benötigen bei einer Außenaufstellung zusätzliche geeignete Schutzmaßnahmen.

Unabhängig von der Baureihe müssen die vorgeschriebenen Belüftungswege frei bleiben. Ein zusätzlicher Wetterschutz darf die Wärmeabfuhr nicht einschränken.

Die beschriebenen Standard-Schallschutzkabinen sind für den Betrieb in nicht explosionsgefährdeter Atmosphäre vorgesehen. Für explosionsgefährdete Bereiche sind eine gesonderte technische Prüfung und eine ausdrücklich geeignete Ausführung erforderlich.

Fremdfabrikate nur unverbindlich räumlich vorauswählen

Auch für Seitenkanalverdichter anderer Hersteller kann SKVTechnik anhand der vom Kunden bereitgestellten Abmessungen und technischen Daten eine unverbindliche räumliche Vorauswahl durchführen.

Eine solche Vorauswahl ist keine technische Freigabe und keine ausdrückliche Kompatibilitätsbestätigung. Neben den Maschinenmaßen müssen unter anderem Wärmeentwicklung, Belüftung, elektrische Anschlusswerte sowie Lage und Ausführung der Ansaug- und Druckanschlüsse bewertet werden.

Die Verantwortung für endgültige Auswahl, Bestellung, Einbau, Anschlussführung, thermische Eignung und sicheren Betrieb liegt beim Kunden beziehungsweise beim ausführenden Anlagenbauer.

Werden an einer Kabine Änderungen vorgenommen, können Herstellervorgaben, Schallwirkung und Garantiebedingungen betroffen sein. Umbauten sind deshalb gesondert zu prüfen.

Diese Angaben unterstützen die Vorauswahl

Für eine modellbezogene Vorauswahl benötigt SKVTechnik möglichst genaue technische Informationen:

– Hersteller und vollständige Typenbezeichnung,
– Länge, Breite und Höhe des Seitenkanalverdichters,
– Bauform und Einbaulage,
– Lage und Größe von Ansaug- und Druckanschluss,
– Motorleistung, Spannung und Stromaufnahme,
– Angaben zur Wärmeabgabe, sofern verfügbar,
– Aufstellort im Innen- oder Außenbereich,
– erwartete Umgebungstemperatur,
– überdachte oder ungeschützte Außenaufstellung,
– verfügbarer Freiraum um die Kabine,
– möglicher explosionsgefährdeter Bereich sowie
– Fotos oder Maßzeichnungen der Maschine.

SKVTechnik gleicht FPZ-Seitenkanalverdichter mit den aktuell vorgesehenen Kabinenkombinationen ab. Bei Fremdfabrikaten kann auf Grundlage der Kundendaten ausschließlich eine unverbindliche räumliche Vorauswahl erfolgen.

Technische Angaben, Zuordnungen und Maßinformationen richten sich nach den jeweils aktuellen Herstellerunterlagen. Technische Änderungen durch den Hersteller bleiben vorbehalten; Maßangaben sind unverbindlich.

Weitere Informationen:

https://www.skvtechnik.de/schallschutzkabinen/

Produktauswahl:

https://www.skvtechnik.de/schallschutzkabinen-produktauswahl/

Das Ventil wird zwischen Seitenkanalverdichter und Prozessanschluss eingesetzt. Durch die interne Umschaltung werden Saug- und Druckseite so geführt, dass am Arbeitsanschluss wahlweise Vakuum oder Überdruck zur Verfügung steht. Motor und Laufrad des Verdichters laufen dabei kontinuierlich in derselben Drehrichtung. Das vermeidet eine elektrische Drehrichtungsumkehr und ermöglicht klar definierte, wiederholbare Schaltfolgen in automatisierten Anlagen.

Drei Betriebszustände sind für viele Förderprozesse besonders relevant:

• Saugbetrieb: Am Arbeitsanschluss entsteht Unterdruck. Damit lassen sich Luft, leichte Schüttgüter oder Prozessmedien über eine angeschlossene Förderstrecke ansaugen.

• Neutralstellung: Die Luft wird innerhalb des Ventils umgeführt. Am Arbeitsanschluss liegt keine aktive Saug- oder Druckwirkung an. Diese Stellung eignet sich als definierter Zwischenzustand, etwa beim Wechsel einer Prozessphase.

• Druckbetrieb: Der Arbeitsanschluss wird mit der Druckseite verbunden. Der Luftstrom kann zum Austragen, Ausblasen, Belüften oder Unterstützen eines Fördervorgangs genutzt werden.

Für die Anlagenplanung ist eine wichtige Abgrenzung erforderlich: Das Stromumkehrventil schaltet den Betriebszustand des Seitenkanalverdichters, es wählt jedoch nicht selbstständig zwischen mehreren voneinander unabhängigen Förderleitungen. Soll das Fördergut über verschiedene Leitungswege geführt werden, werden zusätzlich geeignete Wege- oder Verteilerarmaturen benötigt. Die Steuerung koordiniert dann Stromumkehrventil und Leitungsverteiler in einer sicheren Reihenfolge. So lassen sich Luftweg und Zielstrecke gezielt aufeinander abstimmen.

Die Auslegung darf sich nicht allein an Nennweiten orientieren. Entscheidend sind der tatsächliche Betriebspunkt des Seitenkanalverdichters, der erforderliche Volumenstrom, Druck beziehungsweise Vakuum, Druckverluste in Rohrleitungen, Filtern und Abscheidern sowie die Eigenschaften des Förderguts. Auch Leitungslängen, Querschnitte, Bögen, Schaltzeiten und die zulässige Belastung des Förderguts beeinflussen das Ergebnis. Bei häufigen Umschaltungen sind außerdem Schalthäufigkeit, Stellzeit und die thermische Belastung des Gesamtsystems zu berücksichtigen.

Aktuelle elektrisch betätigte Ausführungen können beispielsweise mit 24-V-Gleichspannung und Schrittmotor angesteuert werden. Je nach Bauform ist eine direkte Montage am Verdichter oder eine Einbindung in die Rohrleitung möglich. Die konkrete Ausführung muss zu Anschlussgeometrie, Einbaulage, Steuerung und Umgebungsbedingungen passen. Vor dem Umschalten sollte die Anlagensteuerung prüfen, ob der jeweilige Prozesszustand sicher verlassen werden kann. Rückmeldungen der Ventilstellung und klar definierte Freigaben erhöhen dabei die Prozesssicherheit.

Für eine technische Vorauswahl benötigt SKVTechnik insbesondere folgende Angaben: Hersteller und Typ des Seitenkanalverdichters, Volumenstrom, Druck- und Vakuumbereich, gewünschte Schaltstellungen, Anschlussmaße, Versorgungsspannung, Ansteuerung, Schalthäufigkeit, Fördermedium beziehungsweise Luftqualität, Temperaturen, Einbaulage und vorhandene Rohrleitungsführung. Erst aus diesen Daten lässt sich beurteilen, welche Ventilgröße und Einbauvariante geeignet ist.

Stromumkehrventile sind für Luftanwendungen und die jeweils freigegebenen Betriebsbedingungen auszuwählen. Einsatzgrenzen, Temperaturbereiche, zulässige Medien sowie Anforderungen an explosionsgefährdete Bereiche müssen anhand der technischen Dokumentation geprüft werden. Für Schutz- und Entlastungsfunktionen sind gegebenenfalls weitere Komponenten erforderlich. Die Verantwortung für die sichere Gesamtanlage bleibt bei Planer und Betreiber.

Weitere Informationen zur Anwendung:
https://www.skvtechnik.de/umkehrventile/stromumkehrventile-fuer-leitungswechsel-in-foerderanlagen/

Übersicht Stromumkehrventile:
https://www.skvtechnik.de/umkehrventile/

Eine luftgestützte Trocknungsstation kann das Restwasser gezielt von den Flaschenoberflächen entfernen. Seitenkanalverdichter stellen dafür einen kontinuierlichen Luftstrom bereit, der über Rohrleitungen, Verteiler und passend angeordnete Luftmesser oder Düsen auf die Gebinde geführt wird.

Gerichtete Luftstrahlen lösen Wasser von der Oberfläche

Eine typische Trocknungsstrecke beginnt mit einer kurzen Abtropfzone. Dort kann frei anhaftendes Wasser zunächst durch Schwerkraft ablaufen. Anschließend passieren die Flaschen eine oder mehrere Abblasstationen.

Die Luftmesser werden so ausgerichtet, dass der Luftstrom die Tropfen nicht nur verteilt, sondern von der Oberfläche wegführt. Je nach Flaschenform kann eine Kombination aus seitlichen, oberen und schräg angeordneten Luftstrahlen erforderlich sein. Besonders zu berücksichtigen sind:

– Flaschenhals und Verschlussbereich,
– Schulter und Mantelfläche,
– Bodenring und Standfläche,
– Griffmulden oder strukturierte Oberflächen,
– Übergänge zwischen Etikettier- und Sichtflächen.

Die Düsenanordnung muss an Flaschengeometrie, Bandführung und Bewegungsrichtung angepasst werden. Eine für glatte Glasflaschen geeignete Einstellung kann bei konturierten PET-Gebinden oder Dosen zu einem anderen Ergebnis führen.

Seitenkanalverdichter liefern kontinuierliche Prozessluft

Seitenkanalverdichter fördern Umgebungsluft und erzeugen einen gleichmäßigen, weitgehend pulsationsarmen Luftstrom. Dadurch lassen sich mehrere Luftmesser oder Düsen kontinuierlich versorgen.

Die Maschine wird nicht allein nach einem theoretischen Maximalwert ausgewählt. Maßgebend ist der tatsächliche Betriebspunkt aus benötigtem Luftvolumenstrom und dem Widerstand der vollständigen Luftstrecke. Dazu gehören unter anderem:

– Ansaugfilter und Schalldämpfer,
– Rohrleitungen und Schläuche,
– Bögen, Verteiler und Armaturen,
– Anzahl und Querschnitt der Luftmesser,
– Düsenabstand und Düsengeometrie,
– gegebenenfalls Regel- oder Absperreinrichtungen.

Der maximale Volumenstrom und der maximale Überdruck eines Seitenkanalverdichters stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Die Auswahl muss deshalb anhand der Kennlinie am vorgesehenen Betriebspunkt erfolgen.

Bandgeschwindigkeit und Produktabstand bestimmen die Einwirkzeit

Je schneller die Abfülllinie läuft, desto kürzer ist die Zeit, in der ein einzelnes Gebinde vom Luftstrom erfasst wird. Für die Auslegung sind deshalb neben der vorhandenen Feuchtigkeitsmenge auch Bandgeschwindigkeit, Flaschenabstand und Länge der Trocknungszone relevant.

Bei wechselnden Flaschenformaten sollte geprüft werden, ob Luftmesser und Führungen verstellbar ausgeführt werden müssen. Eine definierte Positionierung verhindert, dass der Luftstrahl an den relevanten Flächen vorbeigeführt wird.

Auch die Wasserableitung gehört zum Gesamtkonzept. Abgeblasene Tropfen müssen aus der Station abgeführt werden, damit sie nicht erneut auf bereits behandelte Gebinde oder in nachfolgende Anlagenteile gelangen.

Ansaugluft und hygienische Anforderungen getrennt bewerten

Die Verdichtung im Seitenkanalverdichter erfolgt ohne Öl im Verdichtungsraum. Die Qualität der eingeblasenen Luft hängt jedoch zusätzlich von Ansaugort, Umgebungsbedingungen, Filtration, Rohrleitung und Wartungszustand ab.

Aus dem ölfreien Verdichtungsprinzip ergibt sich deshalb nicht automatisch eine bestimmte Reinheits- oder Hygieneklasse. Der Betreiber beziehungsweise Anlagenplaner muss festlegen, welche Luftqualität für den konkreten Prozess erforderlich ist und welche Filter-, Reinigungs- oder Überwachungsmaßnahmen dafür notwendig sind.

Ansaugöffnungen sollten so angeordnet werden, dass möglichst wenig Feuchtigkeit, Reinigungsnebel, Staub oder warme Abluft erfasst wird. Filter müssen zugänglich sein und entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen kontrolliert werden.

Energiebedarf durch passende Auslegung begrenzen

Eine wirkungsvolle Trocknung entsteht nicht durch möglichst hohen Druck allein. Entscheidend ist, dass Luftmenge, Strömungsgeschwindigkeit, Düsenposition und Einwirkzeit zusammenpassen.

Kurze und ausreichend dimensionierte Leitungen reduzieren unnötige Druckverluste. Große Abstände zwischen Luftmesser und Produkt sollten vermieden werden, weil sich der Luftstrahl aufweitet und an Wirkung verliert. Ebenso können ungünstige Verteiler oder zu kleine Leitungsquerschnitte den benötigten Anlagendruck erhöhen.

Bei wechselnder Auslastung kann eine bedarfsgerechte Steuerung sinnvoll sein. Ob und in welchem Bereich eine Drehzahlregelung zulässig ist, muss anhand der Herstellerangaben, des Motorkonzepts und der erforderlichen Kühlung geprüft werden.

Technische Vorauswahl für die konkrete Trocknungsstrecke

Für die Auswahl eines Seitenkanalverdichters benötigt SKVTechnik möglichst vollständige Angaben zum Prozess. Dazu gehören:

– Art, Größe und Material der Flaschen,
– Anzahl der parallel geführten Gebinde,
– Bandgeschwindigkeit und Produktabstand,
– gewünschter Trocknungsgrad,
– Anzahl und technische Daten der Luftmesser,
– Rohrleitungsverlauf und vorhandene Armaturen,
– Umgebungs- und Reinigungsbedingungen,
– tägliche Betriebsdauer,
– verfügbare elektrische Versorgung.

Auf dieser Grundlage lässt sich der erforderliche Betriebspunkt eingrenzen und mit geeigneten Kennlinien vergleichen. Gleichzeitig kann geprüft werden, ob Schallschutz, zusätzliche Filtration oder eine regelbare Ausführung berücksichtigt werden sollten.

Seitenkanalverdichter können damit einen wichtigen Beitrag zu stabilen Trocknungsprozessen in Abfüll- und Verpackungslinien leisten. Die zuverlässige Funktion entsteht jedoch erst aus dem abgestimmten Zusammenspiel von Maschine, Luftführung, Düsenanordnung, Wasserableitung und Prozesssteuerung.

Weitere Informationen und technische Beratung:
https://www.skvtechnik.de/

Technische Angaben sind anwendungsbezogen zu prüfen. Maßgeblich sind die jeweils aktuellen Herstellerunterlagen und die konkrete Auslegung der Gesamtanlage.

SKVTechnik informiert:

In automatisierten Produktionsanlagen werden Platten aus Holz, Metall, Kunststoff, Glas oder Verbundwerkstoffen häufig mit Vakuumhebern bewegt. Saugertraversen nehmen die Werkstücke auf, transportieren sie zu einer Bearbeitungs- oder Ablagestation und setzen sie dort wieder ab.

Für diesen Prozess muss die Luftströmung gezielt gesteuert werden. Beim Aufnehmen wird Unterdruck benötigt. Während der Bewegung muss das Vakuum entsprechend dem Sicherheitskonzept der Anlage überwacht und aufrechterhalten werden. Am Ziel soll die Platte kontrolliert und möglichst schnell freigegeben werden.

Ein Stromumkehrventil verbindet diese Funktionen mit einem Seitenkanalverdichter. Das Ventil verändert den Strömungsweg, ohne dass für Saugen und Blasen zwei separate Maschinen erforderlich sind.

Drei Funktionsstellungen für den Arbeitsprozess

Stromumkehrventile der entsprechenden Baureihe ermöglichen drei klar unterscheidbare Betriebsstellungen:

• Saugen

Im Saugbetrieb wird am Arbeitsanschluss Unterdruck erzeugt. Die Sauger der Traverse legen sich an die Plattenoberfläche an. Wird der erforderliche Unterdruck erreicht, kann das Werkstück aufgenommen und bewegt werden.

• Druckloser Arbeitsanschluss

In der drucklosen Stellung wird der Arbeitsanschluss vom aktiven Saug- beziehungsweise Blasstrom entlastet. Der Seitenkanalverdichter kann dabei über einen internen Strömungsweg weiterlaufen.

Diese Stellung kann für bestimmte Übergänge innerhalb des Anlagenablaufs genutzt werden. Ob die Platte dabei bereits freigegeben werden darf, hängt vom Aufbau des Vakuumsystems und vom Sicherheitskonzept ab.

• Blasen

Im Blasbetrieb wird die Strömungsrichtung am Arbeitsanschluss umgekehrt. Ein definierter Luftstrom kann das Lösen der Sauger von der Plattenoberfläche unterstützen und den Ablagevorgang beschleunigen.

Der Blasimpuls muss an Material, Oberfläche, Werkstückgewicht und Prozessablauf angepasst werden. Ein zu starker Luftstrom kann leichte Werkstücke verschieben oder den kontrollierten Ablagevorgang beeinträchtigen.

Schneller Wechsel ohne Drehrichtungsänderung des Motors

Der Seitenkanalverdichter läuft während des Prozesswechsels grundsätzlich in derselben Drehrichtung weiter. Nicht der Motor wird umgepolt, sondern das Stromumkehrventil verändert die Verbindung zwischen Verdichter und Arbeitsanschluss.

Dadurch lässt sich schnell zwischen Saugen, drucklosem Zustand und Blasen wechseln. Die mechanische und elektrische Belastung, die bei einem häufigen Stoppen und erneuten Anlaufen des Motors entstehen könnte, kann damit vermieden werden.

Die erreichbare Umschaltzeit wird vom eingesetzten Ventil, seiner Betätigung, der Anlagensteuerung, den Leitungsvolumen und dem gesamten pneumatischen System beeinflusst.

Seitenkanalverdichter und Ventil gemeinsam auslegen

Die Auswahl des Seitenkanalverdichters darf nicht isoliert vom Stromumkehrventil erfolgen. Beide Komponenten bilden zusammen mit Rohrleitungen, Filtern, Saugern und Armaturen ein pneumatisches Gesamtsystem.

Im Saugbetrieb muss der Verdichter genügend Volumenstrom bereitstellen, um unvermeidbare Leckluft auszugleichen und den benötigten Unterdruck zu erreichen. Die Leckluft hängt insbesondere von folgenden Faktoren ab:

• Oberflächenstruktur und Porosität der Platte
• Anzahl, Größe und Zustand der Sauger
• Dichtheit der Leitungen und Verbindungen
• Werkstückformat und Werkstückgewicht
• erforderlicher Taktzeit
• benötigtem Sicherheitsniveau

Glatte, luftundurchlässige Platten stellen andere Anforderungen als poröse Holzwerkstoffe oder strukturierte Oberflächen. Bei porösen Materialien muss häufig ein größerer Luftvolumenstrom gefördert werden, weil kontinuierlich Luft durch das Werkstück oder an der Kontaktfläche einströmt.

Im Blasbetrieb sind wiederum der gewünschte Luftstrom und der erforderliche Überdruck zu berücksichtigen. Das Stromumkehrventil muss für beide Betriebsrichtungen geeignet und passend dimensioniert sein.

Druckverluste im Gesamtsystem beachten

Filter, Leitungen, Bögen, Verbindungsstücke, Schalldämpfer und das Stromumkehrventil verursachen Druckverluste. Diese Widerstände beeinflussen den tatsächlichen Betriebspunkt des Seitenkanalverdichters.

Zu kleine Leitungsquerschnitte oder unnötig lange Leitungswege können die Leistung am Vakuumheber deutlich reduzieren. Deshalb sollten die Wege zwischen Verdichter, Ventil und Saugertraverse möglichst strömungsgünstig ausgeführt werden.

Der maximale Volumenstrom und der maximale Unter- beziehungsweise Überdruck eines Seitenkanalverdichters stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Die Auswahl erfolgt anhand der jeweiligen Kennlinie und des tatsächlich benötigten Betriebspunktes.

Platten kontrolliert aufnehmen und ablegen

Der Prozess beginnt mit der Positionierung der Saugertraverse über dem Werkstück. Nach dem Umschalten auf Saugen baut sich an den Saugern Unterdruck auf. Erst wenn die notwendige Freigabebedingung erreicht ist, darf die Anlage die Platte anheben.

Während des Transports muss das Vakuum überwacht werden. Am Ablageort wird die Platte positioniert und abgesetzt. Anschließend kann der Arbeitsanschluss entlastet oder ein angepasster Blasimpuls ausgelöst werden.

Die genaue Abfolge wird durch die Maschinensteuerung festgelegt. Sensoren und Freigabesignale sorgen dafür, dass die einzelnen Bewegungen erst bei den vorgesehenen Prozesszuständen ausgeführt werden.

Sicherheitsfunktionen separat betrachten

Das Stromumkehrventil steuert den Luftstrom, ersetzt aber keine sicherheitstechnische Lastsicherung. Bei schwebenden Lasten muss das Gesamtsystem entsprechend der Anwendung, der Risikobeurteilung und den geltenden Sicherheitsanforderungen ausgelegt werden.

Je nach Anlage können unter anderem erforderlich sein:

• Vakuumsensor oder Vakuumschalter
• Rückschlagventile
• Vakuumspeicher
• akustische oder optische Warnung
• mechanische Absturzsicherung
• sichere Steuerungsfunktionen
• Überwachung der Sauger
• regelmäßige Prüfung der Dichtungen und Leitungen

Besonders bei einem Energieausfall oder einer Störung muss festgelegt sein, wie die Last gehalten oder kontrolliert abgesenkt wird.

Filter und Wartung sichern die Funktion

Ein geeigneter Ansaugfilter schützt Seitenkanalverdichter und Stromumkehrventil vor Staub und Partikeln. Dies ist beispielsweise beim Handling von Holzwerkstoffen wichtig.

Ein verschmutzter Filter erhöht den Strömungswiderstand und kann den erreichbaren Unterdruck beziehungsweise Luftvolumenstrom reduzieren. Filterzustand, Sauger, Schläuche und Verbindungen sollten deshalb regelmäßig kontrolliert werden.

Auch das Stromumkehrventil ist entsprechend den Herstellerangaben zu prüfen. Verschmutzungen, undichte Leitungen oder verschlissene Dichtungen können den Funktionswechsel und den erreichbaren Betriebspunkt beeinflussen.

Technische Vorauswahl durch SKVTechnik

SKVTechnik unterstützt Maschinenbauer, Anlagenplaner und Betreiber bei der Vorauswahl geeigneter Seitenkanalverdichter und Stromumkehrventile für das Plattenhandling.

Für die Bearbeitung einer Anfrage sind insbesondere folgende Angaben hilfreich:

• Material und Abmessungen der Platten
• maximales Werkstückgewicht
• Beschaffenheit und Porosität der Oberfläche
• Anzahl und Größe der Sauger
• erwartete Leckluft
• benötigter Unterdruck und Luftvolumenstrom
• gewünschter Blasimpuls
• Leitungsdurchmesser und Leitungslängen
• geplante Taktzeit
• Umgebungsbedingungen
• vorhandenes Sicherheits- und Steuerungskonzept

Auf dieser Grundlage können Seitenkanalverdichter, Stromumkehrventil und Zubehör für den konkreten Betriebspunkt vorausgewählt werden.

Weitere Informationen:
https://www.skvtechnik.de/umkehrventile/stromumkehrventile-fuer-plattenhandling-und-vakuumheber/