Warum lecken Zellenradschleusen und wann gibt das Anlass zur Sorge?

Paul Bowman, technischer Support, ACS Valves | 18. April 2023

Leckagen in Zellenradschleusen sind aufgrund aller möglichen Faktoren ein kompliziertes Thema. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie eine Luftschleuse undicht werden kann, was zu einem Leistungsverlust führen kann.

Es ist mit einer gewissen Leckage zu rechnen. Ein größeres Leck kann für Schüttgutverarbeiter ein Problem darstellen und eine potenzielle Gefahr für die Langlebigkeit der Ausrüstung, die Materialintegrität und die Anlagensicherheit darstellen.

Betreiber von Zellenradschleusen müssen in der Lage sein, zwischen normalen Luftschleusenlecks und größeren, problematischeren Lecks, die Schäden verursachen können, zu unterscheiden. Es ist außerdem wichtig zu verstehen, wie Leckagen diagnostiziert und behoben werden, welche Arten der vorbeugenden Wartung an einer Zellradschleuse durchgeführt werden müssen und welche Konstruktionsüberlegungen dazu beitragen, Leckagen innerhalb einer Luftschleuse zu minimieren.

Zur Vermeidung von Undichtigkeiten wird eine Wellendichtung mit drei Quad-Ringen und einer Teflonhülse empfohlen.

Der Zweck einer Zellradschleuse besteht darin, eine konstante Druckdifferenz zwischen zwei Punkten aufrechtzuerhalten. Es dichtet den Luftstrom zwischen Einlass und Auslass des Ventils ab und trägt so dazu bei, einen sicheren und effizienten Materialfluss aufrechtzuerhalten.

Allerdings sind Luftschleusen nicht als Luftschleusen konzipiert. Die Druckdichtung erfordert einen Mindestabstand, um eine Rotorbewegung zu ermöglichen. Einfach ausgedrückt: Wenn die Luftschleuse zu 100 % abgedichtet wäre, könnte sie sich nicht drehen.

Zwischen den Rotorblättern und dem Gehäuse ist ein kleiner Abstand erforderlich, um sicherzustellen, dass er sich ausreichend drehen kann, um das Material effektiv zu transportieren. Die Abstände zwischen Rotor und Gehäuse müssen unter 0,0079 Zoll bleiben, um den NFPA-Standards zu entsprechen.

Die tatsächliche Spaltgröße hängt vom System ab – Faktoren wie Geschwindigkeit, Temperatur, Konstruktionsmaterial und Rotordurchmesser spielen alle eine Rolle.

Die Rotorabstände müssen unter einem empfohlenen Wert bleiben, um Abfall zu reduzieren, Sicherheitsrisiken vorzubeugen und die Materialmenge zu optimieren, die jede Rotortasche pro Umdrehung transportieren kann.

Dieses animierte Video zeigt, wie Rotorspitzen mit der Zeit verschleißen und erklärt die Bedeutung der Rotorwartung.

Die regelmäßige Wartung des Rotors ist ein wichtiger Bestandteil der Leckagevermeidung.

Wenn Material in die Zellradschleuse gelangt, strömt die mitgerissene Luft in eine von zwei Richtungen: Ein Teil der Luft tritt durch diese kleinen Zwischenräume aus, während ein Teil der Luft am Auslass auf Druck trifft und dadurch im Rotor eingeschlossen bleibt. Die eingeschlossene Luft kann beim Drehen des Rotors zum Einlass zurückgedrückt werden, in den Trichter austreten und möglicherweise den Materialfluss behindern. Dies wird als Rotorverdrängungsleckage oder Blow-by bezeichnet und ist in kleineren Mengen normal und zu erwarten.

Wenn die Abstände zwischen Rotor und Gehäuse mehr als 0,0079 Zoll betragen, funktioniert die Zellenradschleuse nicht so effektiv wie eine Luftschleuse. Der Druckunterschied steigt und die Leistung sinkt. In diesem Fall kann es passieren, dass Material aus dem Einlass austritt. Wenn auf diese Weise Material aus dem System austritt, kann es zu einer Gefahr durch brennbaren Staub werden.

Eine Leckage der Rotorverdrängung kann auch dann zu einem Problem werden, wenn die Menge der im Ventil eingeschlossenen Luft zu hoch ansteigt. Die wieder in den Einfülltrichter eindringende Luft kann den Materialfluss beeinträchtigen.

Eine dritte Art von Undichtigkeit kann auftreten, wenn die Zellenradschleuse verschlissene Wellendichtungen aufweist. Wenn eine Dichtung zu brechen beginnt, gelangt Material nach außen. Dies ist noch häufiger bei Ventiltypen der Fall, die Stopfbuchsen anstelle von Dichtungen verwenden, da diese häufiger gewartet werden müssen. Eine Wellendichtung bestehend aus drei Quad-Ringen und einer Teflonhülse hält länger, eliminiert statische Elektrizität und dichtet den Bereich am effektivsten ab.

Bestimmte Anzeichen können auf ein Leck in der Zellenradschleuse hinweisen. Undichtigkeiten an der Wellendichtung sind deutlicher erkennbar und weisen sichtbare Anzeichen von Materialaustritt im Bereich der Wellendichtung auf.

Wenn das Ventil viel lauter als gewöhnlich klingt oder die Leistung nachlässt, kann das verschiedene Ursachen haben, aber häufig ist ein vergrößertes Rotorspiel die Ursache.

Schalten Sie in jedem Fall das System ab und überprüfen Sie das Ventil, bevor Sie Maßnahmen ergreifen. Zur Behebung des spezifischen Problems sollte eine Ventil-Bedienungsanleitung zu Rate gezogen werden.

Die Lösung besteht in der Regel darin, Teile auf Verschleiß oder Beschädigung zu prüfen oder möglicherweise ein Teil anzupassen, das sich aus seiner ursprünglichen Position bewegt hat. Diese typischeren Arten von Lecks werden im Allgemeinen durch den Austausch der Wellendichtungen oder des Rotors behoben.

Es ist wichtig, die Toleranzen zwischen Rotor und Gehäuse mindestens alle drei Monate zu überprüfen. Toleranzen oder Spaltmaße sind die Lücken zwischen Rotorblättern und Gehäuse. Wenn Zutaten durch das Ventil gelangen, verschleißen sie mit der Zeit die Rotorspitzen – wie stark hängt von der Abrasivität des Materials ab. Stellen Sie sicher, dass die Toleranzen unter den empfohlenen Maßen bzw. 0,0079 Zoll für NFPA-Konformität bleiben, und tauschen Sie den Rotor bei Bedarf aus.

Im Falle einer Rotorverdrängungsleckage ist es wichtig, die Druckdifferenz über dem Ventil, das Materialvolumen in den Rotortaschen, die Fördergeschwindigkeit des Produkts und die Wellengeschwindigkeit des Ventils im Auge zu behalten. Diese Faktoren müssen ordnungsgemäß gemessen und eingehalten werden, um unnötige Luftlecks in den Einfülltrichter zu vermeiden.

Bei Dichtungslecks ersetzen Sie einfach die Wellendichtungen oder Packungen so oft wie möglich. ACST-4-Wellendichtungen werden empfohlen, um eine längere Lebensdauer und die beste Abdichtung zu gewährleisten.

Als zusätzlichen Tipp: Halten Sie einen Vorrat an Ersatzteilen im Regal bereit, um die Produktion schnell wieder aufzunehmen, ohne auf Lieferungen warten zu müssen. OEM-Teile sind in Bezug auf Maße und Qualität am zuverlässigsten.

Bestimmte Aspekte der Konstruktion von Zellenradschleusenventilen dienen dazu, Luftleckagen zu verhindern. Da Leckagen nicht vollständig beseitigt werden können, ist die Entlüftung ein kritischer Bestandteil jedes Druckfördersystems.

Durch eine ordnungsgemäße Entlüftung wird die Druckluft in der Luftschleuse erfasst und umgeleitet, sodass sie in Bereichen entlastet werden kann, in denen keine Luft austreten sollte. Zellenradschleusen können mit dem passenden Zubehör direkt entlüftet werden. In anderen Fällen kann zwischen der Futterquelle und der Luftschleuse ein kleiner, belüfteter Übergangstrichter installiert werden. Der Lieferant kann empfehlen, was für eine bestimmte Anwendung am besten funktioniert.

Aufgrund der Natur eines bestimmten Systems oder einer bestimmten Anwendung sammelt sich manchmal Material im Bereich der Wellendichtung an oder verschleißt diesen schneller als gewöhnlich. In diesen Situationen wird empfohlen, einen Luftspülanschluss oder eine Gleitringdichtung in Betracht zu ziehen. Es stehen verschiedene Mechanismen zur Verfügung, im Allgemeinen werden jedoch Druckluftspülungen verwendet, um Material von der Dichtung fernzuhalten.

Ein Lieferant von Zellenradschleusen kann die vorhergesagte Leckagemenge basierend auf Material, System und Anwendung berechnen. Sie sollten in der Entwurfsphase konsultiert werden, um den richtigen Luftschleusentyp, die richtigen Merkmale, die Rotorgeschwindigkeit und die richtige Größe zu bestimmen, die für eine effektive Förderung des Materials mit minimaler Leckage erforderlich sind.

Der Lieferant sollte außerdem über Experten für den technischen Support verfügen, die bei der Lösung von Problemen helfen, die der Betreiber nicht selbst beheben kann.

Paul Bowman ist technischer Support, ACS Valves (Caledonia, ON, Kanada). Für weitere Informationen rufen Sie 905-765-2004 an oder besuchen Sie acsvalves.com.

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