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Pneumatisch betätigte Zellenradschleusen

Pneumatisch betätigte Zellenradschleusen: Definition, Konstruktion und Durchsatzberechnung

Fragen oder Anmerkungen? Bitte kontaktieren Sie uns unter admin@powderprocess.net

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Zusammenfassung des Abschnitts
1. Einführung
2. Konstruktion
3. Leistung / Durchsatzberechnung
4. Funktion im Prozess

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Hinweis: Diese Seite behandelt Zellenradschleusen, die **nicht** als Schleusensystem (Airlock) ausgelegt sind. Informationen zu Schleusen-Zellenradschleusen finden Sie auf unserer dedizierten Seite: Bitte hier klicken Schleusen-Zellenradschleusen. Die folgende Seite befasst sich mit pneumatisch betätigten Ausführungen, die im Wesentlichen modifizierte Klappenventile darstellen. Bitte scrollen Sie für weitere Details nach unten.

1. Einführung

Zellenradschleusen dürfen nicht mit Schleusen-Zellenradschleusen verwechselt werden. Während Letztere elektrisch angetrieben werden, eine 360-Grad-Drehung ausführen und enge metallische Toleranzen aufweisen, um Gasverluste zu minimieren, sind erstere pneumatisch betätigt, führen eine 180-Grad-Hin- und Herbewegung aus und sind nur im Ruhezustand dicht.

Zellenradschleusen ermöglichen einen nahezu kontinuierlichen Materialfluss und Dosierung von Pulvern oder Granulaten. Sie finden in verschiedenen Industrien Anwendung:

• Spezialchemie: Pulverzuführung
• Lebensmittelverarbeitung: Pulverzuführung für Dosiergeräte oder Abfüllmaschinen
• Pharmazie: Zuführung von Granulaten oder Tabletten

Abbildung 1: Dosierprinzip einer Zellenradschleuse

Zellenradschleusen werden für die Dosierung von Schüttgütern eingesetzt. Diese Dosierung kann grob oder fein erfolgen.

2. Konstruktion

Zellenradschleusen bestehen aus folgenden Komponenten:

• Pneumatischer Antrieb
• Rotor mit Taschen (Alveolen)
• Gehäuse
• Dichtung, angepasst an das Gehäuse

Für Feindosierung existieren spezielle Konstruktionen mit einem zweiten, im Hauptrotor platzierten Rotor. Bei Grobdosierung wird der Hauptrotor aktiviert, bei Feindosierung der kleinere Rotor. Es handelt sich um ein volumetrisches System; der erreichbare Durchsatz hängt von der Größe der Taschen und der Drehfrequenz ab. Der Füllgrad wird üblicherweise mit 100 % angenommen, da das System im Vergleich zu Sternventilen langsam rotiert und kein Druckunterschied zwischen Ein- und Auslass besteht.

Das pro Zyklus (180 Grad in eine Richtung + 180 Grad zurück) dosierte Volumen ist unten angegeben – dies kann je nach Hersteller leicht variieren.

Tabelle 1: Dosiervolumen von Zellenradschleusen pro vollständigem Zyklus (Größenordnung)

Ventildurchmesser [mm]	Volumen pro Zyklus [Liter]
80	0,09
100	0,26
150	0,88
200	2,09
250	4,09

Die Dimensionierung kann über die Anzahl der pro Minute benötigten Zyklen zur Erreichung eines bestimmten Durchsatzes gesteuert werden. Die Berechnung sollte 60 Zyklen/Minute nicht überschreiten.

Drehkolbengebläse sind volumetrische Maschinen; sie fördern stets ein definiertes Luftvolumen.

Gleichung 1: Abschätzung der Zyklusfrequenz einer Zellenradschleuse für einen gegebenen Durchsatz

Mit *V* = Volumen eines vollständigen Zyklus der Schleuse in Litern

3. Leistung / Durchsatzberechnung

Die Steuerung der Schleuse erfolgt über die Zeitspanne zwischen zwei Ventildrehungen. Diese sollte jedoch nicht zu kurz sein, um mechanische Probleme mit dem Dichtungsaktuator zu vermeiden.

4. Funktion im Prozess

Zellenradschleusen können als Dosiergeräte eingesetzt werden, um z. B. Schneckenförderer, Rüttelröhren oder Sternventile zu ersetzen, wenn eine grobe oder feine Dosierung bei moderaten Durchsätzen erforderlich ist und **keine** gasdichte Trennung zwischen Prozessabschnitten benötigt wird. Die Anlagenkonfiguration muss einen solchen Einsatz ermöglichen – der nächste Prozessschritt sollte direkt unter der Schleuse positioniert sein.

Typische Prozessanwendungen für Zellenradschleusen:

• Grobe Steuerung des Materialflusses zu einem Schwingsieb
• Grobe Steuerung des Materialflusses in eine pneumatische Vakuumförderleitung
• Fein- dosierung in einen Wiegebunker
• Grobe Steuerung des Materialflusses in den Trichter einer Abfüllmaschine