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Saubere, trockene Druckluft am Punkt des Verbrauchs

Drei Aufbereitungsstufen in einer kompakten Einheit

Für die meisten industriellen Fertigungsprozesse ist eine verlässliche Druckluftversorgung mit einem auf die Anwendung abgestimmten Reinheitsgrad eine Grundvoraussetzung. Die wachsenden Anforderungen, denen sich die produzierende Industrie durch die Digitalisierung und den Zwang zur Energieeinsparung stellen muss, haben zur Entwicklung des Ultrapac™ Smart Druckluftaufbereitungssystems geführt (Bild 1), in dem alle Verfahrensschritte vereint sind – von der Vorfiltration über die Trocknung bis zur Feinfiltration und Kondensatableitung. Die kompakte Stand-alone-Version ist als Plug-&-Work-Lösung direkt einsetzbar.

Aufbau des Druckluftaufbereitungssystems:

  1. Trockner-Eintritt,
  2. Integrierter Vorfilter
  3. Kondensatableiter,
  4. Trockenmittelkartusche,
  5. Elektronische Steuerung,
  6. Schalldämpfer 
  7. Taupunkttransmitter (Superplus-Version),
  8. Integrierter Nachfilter
  9. Touch-Display,
  10. Trockner-Austritt
Bereitstellung von Druckluft definierter Qualität am Punkt des Verbrauchs

Für den wirtschaftlichen Einsatz als Steuerluft oder Prozessluft ist die Auswahl der dem Kompressor nachgeschalteten Aufbereitungskomponenten von entscheidender Bedeutung. Die entsprechend dem Anwendungsprofil eingesetzten Kühler, Prall- und Zyklonabscheider, Koaleszenzfilter, Kondensatableiter, Kälte- und/oder Adsorptionstrockner und Partikelfilter sind hintereinander angeordnet. Das ist Standard bei der zentralen Aufbereitung. Dies schließt eine dezentrale Aufbereitung an solchen Verbrauchern, die spezifische Anforderungen an die Druckluft stellen, nicht aus. Eine hohe Druckluftqualität zentral für das gesamte Druckluftnetz bereitzustellen, ist für viele Einsatzbereiche unwirtschaftlich. Und in den Druckluftnetzen kann eine Kontamination mit Schadstoffen nicht ausgeschlossen werden. Daher ist es zur Sicherstellung der Prozess- und Produktintegrität - besonders in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion, der Pharmaindustrie, der Elektronikproduktion und zur Versorgung zum Beispiel von Lackieranlagen sowie sensiblen pneumatischen Steuereinheiten - geboten, eine weitere Aufbereitungsstufe direkt am Ort des Verbrauchs einzusetzen.

Die flexible Modularität des Ultrapac Smart- Systems erlaubt vielfältige Ein- und Anbauformen

Mit dem Ultrapac Smart steht nun eine kompakte Aufbereitungseinheit zur Verfügung, die mit niedrigen Investitionskosten und durch Einsparungen bei Montage und Wartung den Aufwand für die Bereitstellung sauberer und silikonfreier Druckluft deutlich senken kann. Die modulare Bauform lässt darüber hinaus vielfältige Installations- und Einbaumöglichkeiten in Maschinen und Anlagen zu.

Druckluftreinigung in drei Stufen
  1. Der integrierte Vorfilter hält Feststoffpartikel und Schwebstoffe sowie Flüssigkeitsaerosole (Öl/Wasser) zurück.
  2. Die  Adsorptionstrocknerstufe adsorbiert die Feuchtigkeit in der Druckluft bis zu einem Drucktaupunkt von -70 °C, bei 70 % Nennlast (Standard -40 °C).
  3. Im letzten Schritt werden verbleibende Feststoffpartikel bis zu 0,01 μm im integrierten Nachfilter zurückgehalten. 

Das dreistufige Reinigungssystem, in dem  kompakten Ultrapac Smart-System zusammengefasst, sorgt zuverlässig für eine Druckluftqualität gemäß ISO 8573-1:2010, die den Qualitätsklassen 1-2:1-2:1-2 sowie 0 entspricht, spezifiziert gemäß Anwendung und besser als Klasse 1.

Nachhaltig energiesparend und geräuscharm: DTP-Regelung und niedriger Differenzdruck

Bei der Entwicklung des Systems mussten mehrere Voraussetzungen erfüllt werden, die für den direkten Einsatz unverzichtbar sind: Kontrollierte und gleichbleibende Qualität der Druckluft entsprechend den Vorgaben für den jeweiligen Einsatz, ein geräuscharmer und energieeffizienter Betrieb, einfache Wartung und schließlich die Möglichkeit der steuerungstechnischen Integration in bestehende Produktionslinien. Dabei kommen der  kontinuierlichen Erfassung und Regelung des vorgegebenen Drucktaupunktes (DTP) eine besondere Bedeutung zu. Der DTP ist standardmäßig auf -40 °C festgelegt. Dies ist von besonderer Bedeutung, da sich bei veränderndem Druck die Taupunkttemperatur ändert. Als besonders energiesparend erweist sich die Systemausführung mit integriertem Taupunkttransmitter, der direkt im Druckluftstrom misst. Die Umschaltung zwischen den beiden − mit einem hoch adsorptiven stabilen Trockenmittel befüllten − Trocknerkartuschen erfolgt erst, wenn das Trockenmittel absolut gesättigt ist. Das minimiert den Druckluftbedarf dieses kaltregenerierenden Adsorptionstrockners, der im Gegensatz zu warmregenerierenden Trocknern keine Heizenergie für den Regenerationsvorgang benötigt. Die Geräuschentwicklung beim Umschaltvorgang konnte mit einem neu entwickelten Schalldämpfer in den Bereich von 60 dB(A) gesenkt werden. Der Ultrapac Smart-Einsatz kann daher ohne Schalldämmung direkt am Arbeitsplatz oder integriert in Maschinen erfolgen, ohne deren Geräuschpegel zu steigern.

Die in diesem Aufbereitungssystem eingesetzten UltraPleat™-Energiesparfilter sorgen für eine optimale Filtrationsleistung bei geringem Differenzdruck. Bei Eintritt der Druckluft werden vom Vorfilter bereits Flüssig- und Feststoffpartikel effektiv abgeschieden bzw. zurückgehalten, bevor die Luft in eine der beiden Trockenmittelkartuschen strömt. Der Nachfilter, der Feststoffpartikel bis zu 0,01 μm entfernt, ist das effektive Sicherungselement, damit die trockene Druckluft den Reinheitsgradvorgaben entsprechend zur Verfügung steht.

Digitalisierte Anwendungen möglich

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung eines derartigen Systems bestand darin, es für ein weites Anwendungsspektrum bei gleichbleibender Leistung für bestehende Anlagentechniken und Verfahren kompatibel zu machen – egal ob als Stand-alone-Lösung oder modular. Dies wurde durch das flexible Design und die kompatible Sensorik und Steuerungstechnik erreicht. Ein abnehmbares Display ermöglicht die komfortable Überwachung auch bei engen Platzverhältnissen. Für den sicheren Betrieb ist entscheidend, dass mit diesem Druckluftaufbereitungssystem eine Ebene der Digitalisierung erreicht wird, die eine kontinuierliche Überwachung der Funktionsabläufe und eine vorausschauende Wartung der leicht zugänglichen Komponenten erlaubt.

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