Konstruktion von Nebelabscheidersystemen

Von Bob Morfeld, Brian Yappel, Jeff Maccora und Donaldson Torit

Die Entstaubung ist ein wichtiger Bestandteil der betrieblichen Luftqualitätskontrolle und der gesamten Anlagenwartung. Das Fehlen oder die schlechte Qualität der Nebelfiltration könnte schädliche Dämpfe und Nebel in der Anlage hinterlassen, die sich nachteilig auf die Arbeitssicherheit auswirken könnten.  Eine ordnungsgemäße Nebelabsaugung ist auch wichtig, um die Wartungskosten in der gesamten Anlage zu minimieren, indem mögliche Schäden an Klimaanlagen, elektrischen Komponenten und inneren Anlagenoberflächen vermieden werden. Bei der Auswahl eines Nebelabscheidersystems sollten Sie mehrere Faktoren berücksichtigen, um zu bestimmen, welches System am besten für Ihre Anlage geeignet ist. Zu diesen Faktoren gehören häufig der Aufbau der Anlage, die Auslastung der Ausrüstung, der Energieverbrauch und die Kapitalbeschränkungen, um nur einige zu nennen.

In der Regel gibt es drei Strategien für die Nebelabscheidung:

1.  Einzelne Maschine pro Quelle (montiert oder geleitet),
2.  Mobiles System mit einem Abscheider für ein paar Maschinen oder
3.  Zentralisierter Nebelabscheider für die meisten Quellen in einem Gebiet.

Die Vor- und Nachteile der einzelnen Strategien werden im Folgenden erläutert, um Sie bei der Auswahl der Strategie zu unterstützen, die den Zielen Ihrer Anlage am besten entspricht.

Donaldson verfügt über mehrere Nebelabscheider. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie spezielle Fragen haben. 

Einzelmaschinen-Abscheidestrategie

Bei der ersten Strategie ist eine einzelne Maschine an einen speziellen Nebelabscheider angeschlossen. Dieser Ansatz wird am häufigsten verwendet, da er Flexibilität bei der Montage des Nebelabscheiders ermöglicht. Ein Nebelabscheider kann direkt am Bearbeitungszentrum (ohne dass ein Verbindungskanal erforderlich ist) oder in unmittelbarer Nähe zur Maschinenzentrale (Verbindung mit einem kurzen Kanalstück) montiert werden. Dank der vielfältigen Montagemöglichkeiten sind Lösungen für Anlagenprobleme wie Kopf- und Bodenflächenprobleme, Überlegungen zum Prozessablauf (z. B. bei Kränen), Geräteverlagerungen oder Anlagenerweiterungen durchführbar.

Der Hauptvorteil der Strategie einer einzelnen Maschine besteht darin, dass der Nebelabscheider auf die Anwendung abgestimmt werden kann. Es gibt viele verfügbare Technologien für die Nebelabscheidung, und jede Anwendung bestimmt, welche Technologie am besten zu Ihren Anforderungen passt. Die Strategie einer einzelnen Maschine sorgt oft für längere Filterlebensdauer durch Optimierung der Filtrationstechnologie, die für eine bestimmte Anwendung verwendet wird.

Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität bei einem Anlagenproduktionsplan. Sie schalten nur die zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigten Maschinen ein.

Schließlich ist die Wartungsflexibilität ein entscheidender Vorteil dieser Strategie. Stillstandszeiten und Öl-/Kühlmittel- oder Nebelfilterwechsel werden mit den Produktionsplänen abgestimmt.  Die Wartung wird für Kühlmittelreservoire reduziert, da eine Kreuzkontamination verhindert wird, und der im Filter gesammelte Nebel fließt zurück zum Kühlmittelreservoir der Maschine.

Die dedizierte Quellenentstaubungsstrategie hat auch potenzielle Nachteile. Einzelne Maschinen erfordern separate Motorstarter, was die Installationskosten erhöhen kann, wenn mehrere Maschinen beteiligt sind.  Im Vergleich zum Größenvorteil bei einer zentralen oder zellulären Strategie zahlen Sie einen höheren Preis für mehrere einzelne Nebelabscheider.  Vom Standpunkt der Wartung aus haben Sie potenziell mehr Filter, die Sie über ein zentrales oder Zellensystem warten und entsorgen müssen. Diese potenziellen Kosten müssen mit den Vorteilen verglichen werden, wenn man diese Nebelabscheidungsstrategie in Betracht zieht.

Zellenabscheidungsstrategie

Die Zellennebelabscheidungsstrategie besteht typischerweise aus 3–5 Bearbeitungszentren, die von einem einzigen Nebelabscheider gesteuert werden.  Oftmals führen die Maschinen einzelne Arbeitsschritte am selben Teil durch und alle Maschinen verwenden ein gemeinsames Kühlsystem. Bei der Zellenstrategie ist, wenn ein Maschinenzentrum ausgefallen ist, in der Regel die gesamte Zelle ausgefallen, daher eignet sich dieser Prozess gut für einen einzelnen Nebelabscheider, der alle Maschinen in der Zelle handhabt.

Der Hauptvorteil dieser Strategie ist die Wartung, die während der Ausfallzeit der Fertigungszelle leicht geplant werden kann.  Da es weniger Nebelabscheider gibt, müssen Sie weniger Filter kaufen, warten oder entsorgen.  Ein gängiges Kühlmittel ermöglicht die Rückführung von Kühlmittel in das Kühlmittelfiltersystem Ihrer Anlage ohne Kreuzkontamination.

Ein weiterer Vorteil einer Zellennebelabscheidungsstrategie sind geringere Startkosten. Der Größenvorteil mit einem größeren Nebelabscheider kann die Kosten im Vergleich zu mehreren einzelnen Nebelabscheider senken. Die Installationskosten sind oft niedriger, da Sie eine einzige Einheit und nicht mehrere aufstellen und verdrahten. Zudem können die Betriebskosten sinken, da Sie weniger Filter ersetzen müssen. Der Energieverbrauch ist ebenfalls geringer, wenn nur ein Abscheider verwendet wird. 

Die Zellennebelabscheidungsstrategie stellt einige Herausforderungen dar. Wenn viele Anwendungen in einem einzigen Nebelabscheider durchgeführt werden, können Kühlmittel untereinander vermischt werden, was für die Filterlebensdauer nachteilig sein kann. Wenn nur einer der Prozesse eine Herausforderung für eine bestimmte Nebelabscheidungstechnologie darstellt, kann es zu einer kürzeren Filterlebensdauer für das gesamte System kommen. Wenn Sie diese Strategie in Betracht ziehen, besprechen Sie Ihre Bearbeitungsprozesse mit Ihrem Nebelabscheiderhersteller. Diese Experten wissen, welche Abscheidertechnologien für jede Situation am besten geeignet sind, und können Ihnen dabei helfen, kostspielige Fehler zu vermeiden.

Eine zweite Herausforderung bei der Zellenstrategie sind die Konstruktion und die Installation der Kanäle. Sie müssen geeignete Konstruktionskriterien berücksichtigen, um ausreichende Fördergeschwindigkeiten in den Kanälen zu gewährleisten, damit sich der Nebel nicht ablagert und potenzielle Leckagen verursacht. (Eine Neigung von 1 bis 3° zur Maschine hin ist dabei ausreichend.) Jede Leckage in der Leitung findet wahrscheinlich ihren Weg in den Produktionsbereich oder in die Anlage, wodurch Gefahren für Arbeiter entstehen oder die Ausrüstung beschädigt wird. Um Ölleckagen auf ein Minimum zu reduzieren, sollten Sie beim Konstruieren und Ausbalancieren von Kanalsystemen externe Experten heranziehen, um sicherzustellen, dass der Kanal korrekt installiert ist. 

Schließlich kann Luft erforderlich sein, wenn der Luftstrom bestimmte Grenzen überschreitet. Wenden Sie sich an Ihre lokalen Behörden, um sicherzustellen, dass Sie die lokalen und bundesstaatlichen Genehmigungsrichtlinien einhalten, bevor Sie diesen Strategietyp erwerben.

Zentrale Nebelabscheidungsstrategie

Die vor 15 bis 20 Jahren populäre zentrale Nebelabscheidung ist heute vor allem aufgrund neuer Bearbeitungsverfahren und Schneidflüssigkeiten nicht mehr so ​​verbreitet. Diese Strategie umfasst typischerweise bis zu 20 Maschinenzentren.

Wenn Sie eine große Produktionsstätte mit vielen Bearbeitungszentren haben, kann eine zentrale Nebelabscheidungsstrategie sowohl bei der Erstausrüstung als auch bei der Elektroinstallation einen Kapitalkostenvorteil bieten. Ähnlich wie bei Zellenstrategie reduzieren Sie die Anzahl der Abscheider, Lüfter und Motorstarter, sodass diese Strategie in der Regel kostengünstiger ist.

Ein zweiter Vorteil der Strategie eines zentralen Systems erweist sich als nachteilig für den Anlagenbetrieb. Diese Strategie macht die Wartungsplanung extrem einfach, da es nur eine Einheit gibt. Wenn diese Einheit jedoch ein außerplanmäßiges Problem hat, ist die gesamte Anlage außer Betrieb. Die Ausfallanfälligkeit kann jeden anderen Vorteil dieses Ansatzes aufheben.

Aufgrund weiterer Nachteile gehört diese Strategie zu den am wenigsten beliebten. Eine zentrale Strategie ist die größte der drei Strategien und beansprucht viel Platz. Sie erfordert eine sorgfältige Abwägung vor Ort für den Abscheider.  Kanalauslegung, Installation und Ausbalancieren sind komplex und herausfordernd. Da zudem mehrere Kanäle vorhanden sind, werden Ventilatoren mit höherem statischen Druck und größerer individueller Motorleistung benötigt. Dies bedeutet oft, dass die Betriebskosten aufgrund des erhöhten Energieverbrauchs höher sind. Im Vergleich zu einer zellularen Strategie besteht bei unterschiedlichen Bearbeitungsprozesse das Risiko einer kürzeren Filterlebensdauer, wenn ein bestimmter Prozess nicht mit der ausgewählten Nebelabscheidertechnologie kompatibel ist.

Beachten Sie, dass einige anfängliche Kosteneinsparungen möglicherweise durch Maßnahmen wie Schalldämpfungsausrüstung verloren gehen, um höhere Geräuschpegel von größeren Ventilatoren und Motoren zu bewältigen. Zusätzlich kann eine Kreuzkontamination von Kühlmitteln die Entsorgungskosten von Kühlmitteln erhöhen (die als gefährlicher Abfall betrachtet werden). Schließlich kann wie bei der zellulären Strategie eine Genehmigung für den Betrieb erforderlich sein, wenn die Luftmenge die vorgeschriebenen Grenzen überschreitet.

Verpacken

Diese drei Nebelabscheidungsstrategien haben alle Vor- und Nachteile, und die Auswahl der passenden Strategie ist der erste Schritt zu einem erfolgreichen System.  Ganz gleich, für welche Strategie Sie sich entscheiden, die Anforderungen Ihrer Einrichtung können von zahlreichen Nebelabscheidertechnologien erfüllt werden. Informationen zu den Nebelabscheidungstechnologien und deren Vorteilen erhalten Sie beim Hersteller. Ein gründliches Verständnis dieser Technologien ist unerlässlich, um die beste Lösung für Ihre Probleme bei der Nebelsteuerung zu finden.