Die Prozessbedingungen bei der Herstellung von Dämmplatten, Verpackungsfolien oder Formteilen sind in der Regel komplex: Treibmittel müssen dabei unter hohem Druck und extremen Temperaturen in die Kunststoffschmelze eindosiert werden. Eine […]
Die Prozessbedingungen bei der Herstellung von Dämmplatten, Verpackungsfolien oder Formteilen sind in der Regel komplex: Treibmittel müssen dabei unter hohem Druck und extremen Temperaturen in die Kunststoffschmelze eindosiert werden. Eine neue Komplettlösung, inklusive Pumpe, Mess- und Regelungstechnik, die sich durch Präzision und minimale Stillstandszeiten auszeichnet, ist das Ecofoam-System der Lewa GmbH. Es fördert das Treibmittel mengenproportional zur Drehzahl des Extruders und gewährleistet dadurch auch bei schwankenden Drücken eine exakte Dosierung. Die Anlage wird – neben beheizten Systemen zur Dosierung von Additiven, die ein voll automatisches, sicheres und flexibles Extrudieren ermöglichen – auf der diesjährigen K-Messe in Düsseldorf ausgestellt.
Mit Lewa Ecofoam lassen sich Treibmittel wie CO2, Propan, Butan, halogenierter Kohlenwasserstoff und Pentan mengengenau in die Kunststoffschmelze eines Extrusionsprozesses eindosieren. (Foto: Lewa)
Mit Ecofoam lassen sich Treibmittel wie CO2, Propan, Butan, halogenierter Kohlenwasserstoff und Pentan mengengenau in die Kunststoffschmelze eines Extrusionsprozesses eindosieren. Da die Qualität des Endprodukts in erster Linie von der gleichmäßigen Expansion des Treibmittels bestimmt wird, wurde das Dosiersystem dahingehend optimiert: Bestehend aus einer Ecoflow Dosierpumpe, einem saugseitigen Schmutzfänger und zwei Kontaktmanometern zur Drucküberwachung in der Rohrleitung, eignet sich die Anlage für einen Druck von 50 bis 500 bar, wobei zwischen 0,5 kg/h und 250 kg/h gefördert werden können.
Eine Wartung pro Jahr genügt
Als Führungsgröße wurde die Geschwindigkeit des Extruders gewählt, das heißt die Dosierpumpe fördert das Treibmittel mengenproportional zur Drehzahl. Der Smart Control-Regler vergleicht in kurzen Abständen das Signal des Durchflussmessgeräts mit dem Führungssignal und passt die Fördermenge entsprechend an. Dazu wird die Drehzahl des Antriebsmotors entsprechend der Prozessvorgaben reguliert. Eine Besonderheit dieses Reglers ist, dass er die Kennlinie der Pumpe kennt. Dadurch kann das System wesentlich schneller ausgeregelt werden als mit einem herkömmlichen PID-Regler. Die drucksteife Kennlinie der Pumpe gewährleistet eine exakte Dosierung auch bei schwankenden Extruderdrücken. Ein Sicherheitsventil schützt das System außerdem vor Überdruck. Dank der robusten, hermetisch dichten Pumpentechnologie erreicht das Ecofoam-System eine hohe Betriebssicherheit. Daraus resultieren – unabhängig von den Prozessbedingungen – minimale Stillstandszeiten mit nur einer Wartung pro Jahr sowie eine hohe Produktivität.
Auch eine Umstellung von Butan auf CO2 ist kein Problem: Dabei wird zusätzlich ein saugseitiger Wärmetauscher in die Rohrleitung integriert und ein Kühlmantel an jedem Pumpenkopf angebracht, um die Temperatur des Flüssiggases vor dem Eintritt in die Pumpe zu senken. Zur Bereitstellung des Kühlmittels für den integrierten Kühlkreislauf dient ein Durchlaufkühler. Alle Komponenten sind verrohrt und auf einem gemeinsamen Grundrahmen montiert. Der Schaltschrank mit dem speziell entwickelten Smart Control-Regler zur Bedienung des Dosiersystems kann auf dem Grundrahmen integriert oder separat geliefert werden.
Beheizte Systeme zur Dosierung von Additiven in Extruder
PS-, PE- und PU-Schaum sowie Schaumgranulate sind typische Beispiele für Kunststoffe, die sich mit Hilfe des Dosiersystems Ecofoam herstellen lassen (Foto: Lewa)
Für Flüssigkeiten, die im Naturzustand eine eher wachsartige Konsistenz aufweisen, hat Lewa außerdem beheizbare Systeme entwickelt, die für einen Temperaturbereich von bis zu 130 °C und einen Druck von maximal 500 bar ausgelegt sind. Dabei handelt es sich um eine betriebsfertige Dosieranlage, die sich für verschiedenste Additive, darunter auch Flammschutz-, Gleit- und Antistatikmittel und Weichmacher eignet. Die Anlage wird in der Regel aus Ein- oder Mehrfachdosierpumpen, Filter, Sicherheitsventil, Pulsationsdämpfer und Durchflussmesser aufgebaut. Der Fördermengenbereich liegt zwischen 0,1 und 200 kg/h, wobei die voll automatische Regelung für eine sichere und flexible Dosierung sorgt.
Geheizt wird elektrisch, über Dampf oder Thermofluid. Der Schmelzvorgang erfolgt in einem Behälter aus Edelstahl, der in unterschiedlichen Größen, mit Sensoren und optional auch mit Mischer erhältlich ist. Das System ist so konstruiert, dass sich weder lokale Überhitzung noch kalte Stellen bilden. Materialzersetzung oder Pfropfenbildung werden so sicher vermieden. Dadurch lassen sich die Kosten für Compoundierung und Masterbatches reduzieren oder sogar eliminieren. Das System ist in einem isolierten Edelstahlschrank mit kontrollierter Luftzirkulation und sicherer Sensorik verbaut. Die Ansteuerung kann auf unterschiedliche Weise, etwa via Master/Slave, stand-alone SPS, Mircocontroller oder Relaistechnik, realisiert werden.
