BREA, Kalifornien — Ameron International stellt PVC-Auskleidungsprodukte für große Betonkanalrohre her. Vor der Extrusion der Mischung wird Titandioxid (TiO₂) abgewogen und mit PVC-Harz vermischt, um der Mischung UV-Beständigkeit und eine durchscheinende weiße Farbe zu verleihen.
Mit dem bisherigen Mischverfahren des Unternehmens war es schwierig, Staub einzudämmen. Das Werkspersonal schnitt Säcke mit Titandioxid (TiO₂) auf, das eine Schüttdichte von 45 lbs/cu ft (721 kg/cu m) aufweist, und schaufelte das Pulver in einen Eimer auf einer Waage. Sobald das Nettogewicht desTiO₂ 6 lbs (2,7 kg) erreichte, wurde es in einen Mischer mit 300 lb (137 kg) PVC (eine Konzentration von 2 %) geschüttet.
Die Handhabung des Pulvers in einer offenen Umgebung führte zur Staubentwicklung. „Wenn man einen Beutel mit Titandioxid öffnet und den Inhalt auskippt, kann das Pulver in die Luft gelangen“, erklärt James Gross, Produktingenieur im Ameron-Werk.
Er recherchierte nach geschlossenen Systemen, hatte jedoch Schwierigkeiten, ein System zu finden, das für dieses Pulver geeignet war, da es kohäsiv und komprimierbar ist und dazu neigt, sich zu verdichten, zu verklumpen, Brücken zu bilden und anderweitig dem Fließen zu widerstehen. „Es ist ein Pulver, das sich fast wie eine Paste verhält, daher ist es problematisch, es zu transportieren“, sagt Gross.
Er entschied sich schließlich für ein System der Flexicon Corporation, bestehend aus einer Sackentleerstation mit integriertem flexiblen Schneckenförderer.
An der Sackentleerungsstation sammelt sich Staub an
Paletten mit 25-lb-Säcken (11 kg) Titandioxid werden neben der Sackentleerstation auf einer erhöhten Laderampe gestapelt. Die Station ist mit einer hüfthohen Sackablage ausgestattet, die den Bedienern eine Arbeitsfläche zum Vorbereiten, Reinigen und Öffnen der Säcke vor dem Entleeren bietet.
Die Staubabsauganlage der Sackentleerstation ist direkt am 5,5 cu ft (0,16 cu m) großen Bodentrichter montiert. Der Bediener öffnet den Trichterdeckel, wodurch ein Hochgeschwindigkeits-Absaugventilator aktiviert wird, und entleertdas TiO₂ durch ein Sieb, das Fremdkörper aus dem System fernhält. Der Ventilator saugt den Staub aus der Luft auf zwei Filterpatronen an, die für Materialien mit einer Partikelgröße von 1 Mikrometer oder mehr eine Abscheideleistung von 99,99 % aufweisen. Gleichzeitig leitet ein automatisches Filterreinigungssystem mit Umkehrimpulsen mithilfe von zeitgesteuerten Magnetventilen kurze Stöße komprimierter Werksluft auf die Filterpatronen, wodurch Staubablagerungen an den äußeren Filteroberflächen in den Trichter fallen.
Mit Abmessungen von 30 Zoll (762 mm) im Quadrat und einer Höhe von 44 Zoll (1118 mm) verfügt der Trichter über eine „High-Flow“-Konfiguration, die dafür sorgt, dass Titandioxid umkippt und zur steilen Rückwand des Geräts hin sowie diese hinunterfließt, wodurch verhindert wird, dass sich das Pulver zwischen den Seitenwänden des Geräts überbrückt. Zudem ist er mit einem pneumatischen Rüttler und einem Rührwerk ausgestattet, um den Fluss in Richtung des Einlaufs des Förderers zu fördern. „Für die meisten Materialien ist keines dieser Geräte erforderlich, aber für den Transport von Titandioxid sind sie notwendig“, merkt Gross an.
Flexibler Schneckenförderer befördert schwer zu förderndes Material
Der Trichter leitet das Pulver in den Einlassadapter eines 25 ft (7,6 m) langen, flexiblen Schneckenförderers mit einem Durchmesser von 2,625 in. (67 mm), der in einem Winkel von 45 Grad geneigt ist. Der Förderer verfügt über eine flexible Edelstahlschnecke mit einer speziellen Geometrie, die von Flexicon entwickelt wurde, um Materialien mit schwierigen Eigenschaften wieTiO₂ zu fördern.
Ein 2-hp (1,5-kW)-Elektromotor am Auslaufende des Förderers treibt die Schnecke an und befördert das Titandioxid durch das Kunststoffrohr und durch einen Auslaufstutzen, der mit einem 4 ft (1,2 m) langen, drahtverstärkten PVC-Fallrohr mit einem Durchmesser von 6 in. (152 mm) verbunden ist. Das Pulver fällt in einen Eimer, der in einem Staubauffangbehälter untergebracht ist, der auf einer elektronischen Waage über dem Mischer steht.
Wenn der Mischer Titandioxid benötigt, aktiviert ein Bediener das Förderband sowie den Vibrator und das Rührwerk im Trichter. Die Steuerung stoppt das Förderband automatisch, sobald das Gewicht des Materials im Eimer 5,5 lbs (2,5 kg) erreicht. Zu diesem Zeitpunkt rieselt das verbleibende Pulver aus dem Fallrohr in den Eimer, wodurch das Endgewicht nahe an die erforderlichen 6 lbs (2,7 kg) heranreicht. „Wir erreichen eine Genauigkeit beim Chargengewicht von etwa ±0,02 lb (±0,01 kg), was um ein Vielfaches genauer ist als beim alten System“, berichtet Gross.
Gross hatte ursprünglich aufgrund der variablen Fließeigenschaften von Titandioxid bis zu drei Minuten für die Dosierung der erforderlichen 6 lb (2,7 kg) veranschlagt, doch nun ist der Vorgang in 30 bis 45 Sekunden erledigt.
Der Fördervorgang endet in einem Staubauffangbehälter
Da ein Bediener den gefüllten Eimer in den Mischer entleeren kann, ohne ihn aus dem Staubauffangbehälter zu nehmen, wird Titandioxid im gesamten System zurückgehalten.
„Das System hat den Staub wirksam zurückgehalten“, berichtet Gross. Das System schützt nicht nur die Mitarbeiter und hält den umliegenden Anlagenbereich sauber, sondern reduziert auch den Materialverlust und macht die Reinigung einer externen Staubauffangstelle überflüssig.
Was die Wartung angeht, reinigt Gross die Anlage alle drei bis vier Monate und merkt an: „Im Grunde ist sie wartungsfrei.“