Findeva - Anwendung pneumatische Vibratoren

2. Luftdrucksysteme für pneumatische Vibratoren

2.1. Luftverbrauch und Kompressoren

Der Luftdruckverbrauch insbesondere der durchschnittliche Luftverbrauch eines Vibrationssystems ist die Basis der Kalkulation zur Ermittlung der Kompressorgröße.

In der folgenden Tabelle kann der Luftverbrauch unserer pneumatischen Vibratoren in Liter/Minute bei 2 und 6 bar Betriebsdruck abgelesen werden. Die Werte können um 10% durch Fertigungstolleranzen abweichen.

Type 2 bar 6 bar * Type 2 bar 6 bar * Type 2 bar 6 bar
K-8 83 195 * R-50 100 195 * DAR-2 70 200
K-10 92 200 * R-65 200 400 * DAR-3 100 300
K-13 94 225 * R-80 290 570 * DAR-4 120 360
K-16 122 280 * R-100 370 730 * DAR-5 130 390
K-20 130 340 * R-120 500 970 * DAR-6 170 470
K-25 160 425 *       * DAR-7 180 500
K-30 215 570 *       *      
K-36 260 675 *       *      
Type 2 bar 6 bar * Type 2 bar 6 bar * Type 2 bar 6 bar
GT-4/6 33 83 * T-50-LP 70 165 * FP-12-S 1 25
GT-8/10 46 112 * T-50-HP 80 190 * FP-12-M 1 20
GT-13/16 120 390 * T-65-LP 90 240 * FP-12-L 1 20
GT-20/25 185 455 * T-65-HP 110 290 * FP-18-S 5 57
GT-30/36 330 745 * T-80-LP 150 290 * FP-18-M 4 25
GT-40/48 425 970 * T-80-HP 150 390 * FP-18-L 5 46
      * T-100-HP 200 390 * FP-25-S 13 93
                FP-25-M 23 87
                FP-25-L 18 93
                FP-35-S 23 162
                FP-35-M 24 141
                FP-35-L 38 135

2.1.1. Kalkulation des durchschnittlichen Luftverbrauchs

1. Luftverbrauch nach Tabelle 2. 1.: CONS= ....... Liter/Minute
2. Operationsfaktor (ein/aus) × 100 % : OPF = .........%
3. Durchschnittlicher Luftverbrauch = CONS × OPF : ACON = .......... Liter/Minute
4. Gesamter Luftverbrauch = ACON × Anzahl der Vibratoren.

Zur Berechnung des durchschnittlichen Luftverbrauchs unterschiedlicher Vibratoren sollten die einzelnen durchschnittlichen Luftverbräuche addiert werden.

Zur Festlegung der Größe des Kompressors wird empfohlen 20% des berechneten Luftverbrauchs als Sicherheit zu addieren. Undichtigkeiten im Luftsystem sowie weitere angeschlossene Geräte und zukünftige Erweiterungen sollten auch berücksichtigt werden.

Um die Größe des Kompressors zu definieren ist ein weiterer Faktor zu berücksichtigen. Es ist der höchstmöglichste Luftverbrauch der entsteht wenn alle Einheiten zur gleichen Zeit arbeiten und die Länge dieser Periode.

höchstmöglicher Luftverbrauch = Anzahl der Vibratoren × CONS für ........... Minuten
= .......................... Liter/Minute während ...........Minuten

Beide Werte, die Menge des höchstmöglichen Luftverbrauchs sowie der durchschnittliche Luftverbrauch sollten bei der Auswahl des Kompressors berücksichtigt werden.

2.2. Schmierung

Trocken oder nicht trocken? Dies ist eine wichtige Frage. Generell hilft Schmierung die Lebensdauer von beweglichen Teilen zu erhöhen wenn sie die Reibung reduziert. Die Schmierung eines Kugelvibrators ist jedoch überflüssig, da sie dessen Lebensdauer nicht erhöhen kann, bei Turbinenvibratoren der T-Serie mit ungeschützten Lagern wiederum notwendig (bei GT- Typen mit gekapselten Lagern ist keine Schmierung notwendig).

Aufgrund besonderer Materialien und Beschichtungen (Teflon) kann die Reibung so stark minimiert werden, dass der Kolbenvibrator der FP-Serie und der Rollenvibrator der DAR-Serie im trockenen Zustand sehr gute Notlaufeigenschaften haben. Erst nach einer Weile ist Schmierung notwendig um Verschleiß zu vermeiden.

Die Frage wie viele Tropfen Öl pro Minute ausreichend sind bzw. wie viele zuviel sind kann nicht generell beantwortet werden. Es ist möglich, das Kolbenkompressoren ausreichend viel Öl in die Druckluft abgeben das ein zusätzlicher Öler nicht notwendig ist. Andererseits könnte der gleiche Kompressor Typ aufgrund von Undichtigkeiten soviel Maschinenöl abgeben was zum Beispiel bei dem DAR-Vibrator zur Frequenz- und Kraftreduzierung bzw. Ölverklebung führen kann. Luftkompressoren mit installierten Lufttrocknern benötigen einen Öler wenn Vibratoren der T-, DAR-, und FP-Serie eingesetzt werden.

Wichtig für die Schmierung von findeva Vibratoren:

Benutzen Sie Öl mit der Viskosität: ISO VG 15 mit 15cST/40°C

Klüber Airpress 15 wird empfohlen.

Alternativ können auch noch Öle mit der Viskosität: ISO VG 5 mit 5cST/40°C eingesetzt werden.

Das Öl sollte nicht zum Verkleben neigen. Einige Sorten haben wie er hier für Sie aufgeführt:

Shell Tellus Oil C5
Esso Nuto H5
Mobil Velocite No.4
BP Energol HP 5
für Nahrungsmitteleinsatz: Mobil Whiterex 304 (vegetable base)

Hinweis: Öl mit anderen Viskositäten wie hier aufgeführt reduzieren die Frequenz und Kraft! Für FP-Kolbenvibratoren gilt: Destilliertes Wasser kann anstelle von Öl eingesetzt werden. Es hat einen ausreichenden Schmierungseffekt. Minimum 10 Tropfen pro Minute.

Überprüfen Sie die Schalldämpfer nach Ölspuren und justieren Sie den Öler auf minimale (jedoch nicht völlig ohne) Ölung. Es sollte vermieden werden, dass durch zu viel Schmierung die Leistung von Kolben- oder Rollenvibratoren reduziert wird.

2.3. Luftfilter und Druckregler

Alle Kompressoren sind mit Luftfiltern ausgestattet, um die Ventile und Kolben vor Verschleiß zu schützen. Diese anschließend komprimierte Luft ist sauber genug für alle unsere rotierenden Vibratoren. Verbleibende Kleinstpartikel werden ohne den Vibrator zu schädigen durchtransportiert. Es sollte jedoch ein Luftfilter mit Partikeldurchlass 5 mm oder weniger verwendet werden. Dies hilft die Lebensdauer des Vibrators zu verlängern.

Hinweis: Bei Kolbenvibratoren wird o.a. Luftfilter < 5µm unbedingt aufgrund der geringen Toleranz zwischen Kolben und Lauffläche empfohlen.

Luftfilter und Druckregler

Installationsempfehlung: Filter, anschließend Regler und Öler

2.4. Druckluftleitungen

Es ist natürlich möglich Vibratoren durch Änderungen des Luftdrucks oder Luftvolumens zu regeln. Jedoch muß darauf geachtet werden, dass die Luftdruckeinheiten richtig dimensioniert sind. Wenn der Durchmesser der Druckleitungen zu klein ist, wird der Vibrator nicht seine volle Leistung erreichen.

Dies gilt im besonderen für die Luftauslassleitung. Diese sollte so kurz wie möglich sein, da das Volumen der austretenden (ausgedehnten) Luft um ein Vielfaches größer ist wie die Druckdifferenz.

Die entsprechende Formel ist V(ein) × P(ein) = V(aus) × P(aus) wobei P der absolute Druck ist und nicht nur der Überdruck. Dies bedeutet, dass ein Vibrator der bei 6 bar betrieben wird eine Luftauslassvolumen erzeugt welches 6 × größer ist wie das Lufteinlassvolumen.

Diagramm zur Ermittlung von Durchmesser und Länge der Luftdruckleitungen

Diagramm zur Ermittlung von Durchmesser und Länge der Luftdruckleitungen

Eine zu lange oder zu kleine Luftauslassleitung verhindert das der Luftdruck im Vibrator komplett in Vibrationsenergie umgesetzt werden kann.

Ein direkt am Vibrator angesetzter Schalldämpfer ist der beste Weg soviel Kraft wie möglich auszunutzen. Um die Größen der Zuleitung zu bestimmen hilft das oben abgebildete Diagramm den erforderlichen Leitungsdurchmesser festzulegen.

Beispiel:

- Der Luftverbrauch beträgt 900 Liter pro Minute bei einem Luftdruck von 4 bar.
- Die Leitungslänge ist 10 Meter.
- Beginnen Sie an der rechten Seite mit 900 nach links bis zur 4 bar Linie. Nun folgen Sie dieser 45° aufwärts bis zur senkrechten Teilungslinie. Waagerecht weiter nach links bis zur 10 Meter Linie. Dieser 45° rechts aufwärts folgen bis zur senkrechten Druckverlustlinie in bar. Der erforderliche Querschnitt bzw. Durchmesser kann nun Waagerecht links abgelesen werden.

Hinweis: Der Luftdruckverlust in der Leitung sollte nicht mehr wie 0,5 bar betragen.
Andererseits ist es nicht sinnvoll diesen Wert so klein wie möglich zu halten, da dieses Größe und Kosten der Leitungen in die Höhe treibt.
Ein Wert zwischen 0,1 und 0,5 bar sollte ideal sein.

Die benötigten Abmessungen der Luftauslassleitung kann auf dem gleichen Weg bestimmt werden. Benutzten sie dabei anstelle des Eingangsdrucks den Ausgangsdruck des Vibrators, welcher zwischen 0,2 und 0,5 bar liegt.

2.5. Ventile und Druckregler

2.5.1. Druckregler

Mit Hilfe von Druckreglern (z.B. Nadelventilen), kann der Vibrator auf die optimale Arbeitsdrehzahl eingestellt werden. Der einstellbare Volumenstrom beeinflusst Frequenz und Kraft des Vibrators.

Wir empfehlen die Montage des Reglers zwischen Luftfilter und Öler um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen.

2.5.2. Luftdruckventile

Für einige Anwendungen wir das Entleeren von Trichtern und Bunkern ist es nötig den Vibrator nur zeitweise einzuschalten. Um dies zu erreichen kann ein Magnetventil nach dem Öler geschaltet werden. Die Positionierung vor Öler und Regler ist nachteilig, da der Regler bei jedem Druckaufbau neu justieren muss und der volle Luftdruck nicht sofort zu Verfügung steht. Dies könnte bei dem Vibrator einen Funktionsausfall hervorrufen. Es wird ebenfalls empfohlen, das Ventil so nah wie möglich zum Vibrator zu positionieren.

Hinweis: Montieren Sie nicht Luftdruckeinheiten wie Luftfilter, Druckregler, Öler, etc. an das Vibrationssystem. Die Luftdruckeinheiten würden nicht ordentlich arbeiten.

ACHTUNG: Stellen Sie sicher, dass die innere Weite des Ventils groß genug ist (vergleichen Sie hierzu das Diagramm zur Ermittlung der Luftschlauchgrößen). Ansonsten ist nicht sicher gestellt, dass der Vibrator seine volle Leistung erreichen kann, bzw. die Kolbenvibratoren anlaufen können. Es ist auch möglich, dass Kolbenvibratoren nicht anlaufen wenn das Luftdruckventil manuell betätigt wird, da der Kolbenvibrator zum Anlauf einen schnell einsetzenden Druck benötigt. Bei manueller Betätigung versuchen Sie das Ventil so schnell wie möglich zu öffnen oder benutzen Sie Magnetventile.