BETHLEHEM, PA — Das 1974 gegründete große Maschinenbauunternehmen begann im Jahr 2001 damit, seine Bleche aus Kohlenstoffstahl, Edelstahl und Polycarbonat mit einem Wasserstrahl zu schneiden.
Säcke mit Granat à 70 Pfund (32 kg) wurden auf Paletten angeliefert, sodass die Bediener zu Beginn jeder 8-Stunden-Schicht sechs bis sieben Säcke manuell anheben und in einen Aufgabetrichter entleeren mussten. Das manuelle Entleeren verursachte etwa 45 Minuten Ausfallzeit, führte gelegentlich zu Verschüttungen und erzeugte Staub, während die Mitarbeiter einem Verletzungsrisiko ausgesetzt waren. Zudem verbrauchte der Wasserstrahlschneider etwa 60 Pfund (27 kg) Granat pro Stunde, wodurch der Granatvorrat im Druckbehälter oft schon vor Schichtende aufgebraucht war, was eine Abschaltung zum Nachfüllen erforderte, bevor der Betrieb wieder aufgenommen werden konnte.
Im Jahr 2011 optimierte die Unternehmensleitung den Prozess, indem sie Granat direkt aus 4.000 lb (1.814 kg) schweren Schüttgutsäcken in den Druckbehälter einspeiste. Dazu wurde ein automatisches Entleerungs- und Fördersystem für Schüttgutsäcke der Firma Flexicon Corp. installiert.
Umfüllen von Granat aus Großsäcken in den Wasserstrahlschneider
Dieses als JET-FEED™-Granat-Fördersystem bezeichnete System besteht aus einem BULK-OUT®-Big-Bag-Entleerer, genauer gesagt einem Modell vom Typ BFF mit einem abnehmbaren Sackheberahmen, der mit einem Gabelstapler über einem Big Bag positioniert wird. Ein Bediener kann dann die Sackgurte am Rahmen befestigen, der mit dem Gabelstapler in die Halterungen der federbelasteten POP-TOP™-Sackausziehstützen gehoben wird.
Der Auslauf wird angeschlossen, indem man ihn durch ein Irisventil zieht, das Ventil um den Auslauf herum schließt, den Kordelzug löst und die Einfüllrutsche des Trichters verschließt. Durch das langsame Öffnen des Irisventils wird verhindert, dass Granat unkontrolliert aus dem Beutel austritt und durch verdrängte Luft Staub entsteht, während gleichzeitig das Verschütten vermieden wird, das zuvor beim manuellen Aufschneiden und Entleeren des Beutels auftrat.
Wenn der Schwerlastsack voll ist, drückt er die federbelasteten Sackverlängerungsstangen zusammen, die sich nach oben strecken, sobald der Sack leichter wird, wodurch der Sack verlängert wird, um eine vollständige Entleerung durch den Auslauf zu fördern. Für eine zusätzliche Förderung des Fließverhaltens sorgenFLOW FLEXER®-Sackaktivatoren, die die gegenüberliegenden unteren Kanten des Sacks mit zunehmend längeren Hüben anheben und absenken, je leichter der Sack wird, wodurch der Sackboden in eine steile „V“-Form gebracht wird, die frei von Toträumen ist.
Der vollständig geschlossene Hochdurchsatz-Trichter ist mit einer steilen Rückwand und schräg gestellten Seitenwänden konstruiert, die einen trapezförmigen Bereich bilden, wodurch die Bildung einer Brücke aus Granat zwischen den Trichter-Seitenwänden verhindert wird. Stattdessen kippt das Granat um und fließt in Richtung der abgestuften Rückwand und diese hinunter, wodurch keine pneumatischen oder mechanischen Rührvorrichtungen im Trichter erforderlich sind.
Verhindern, dass Granat das Förderband beschädigt
Die Eigenschaften, die es Granat ermöglichen, gehärteten Stahl abzuschleifen, machen es zugleich schwierig, ihn zu transportieren, ohne den Förderer zu beschädigen.
Die Lösung bestand in einem flexiblen Flexicon®-Schneckenförderer, dessen einziges bewegliches Teil eine robuste Innenschnecke ist. Die „freilaufende“ Edelstahlschnecke wird von ihrem oberen Ende aus angetrieben, das sich jenseits der Stelle befindet, an der der Granat durch einen Auslauf austritt. Dadurch wird der Kontakt des Materials mit den Dichtungen verhindert, was wiederum Wartungsaufwand, Verschleiß und Ausfallzeiten vermeidet.
Während sich die Schnecke dreht, zentriert sie sich selbst innerhalb des verschleißfesten Polymerrohrs, wodurch verhindert wird, dass Granat zwischen der Schnecke und der Rohrwand zermahlen wird, und die Lebensdauer der mit dem Material in Kontakt kommenden Bauteile maximiert wird.
Das Förderband befördert den Granat in einem Neigungswinkel von 45 Grad nach oben, bevor es in eine horizontale Kurve übergeht, wobei die Gesamtlänge etwa 40 Fuß (12 Meter) beträgt.
Das geschlossene System hält die Luftfeuchtigkeit auf dem gleichen Niveau wie im Großsack, wodurch verhindert wird, dass sich Granatpartikel verklumpen und den Durchfluss behindern, wenn sie zu feucht sind, oder dass sich statische Aufladungen bilden, wenn sie zu trocken sind.
Der Granat, der das Förderband verlässt, wird durch Schwerkraft über einen flexiblen Fallschlauch in den Druckbehälter der Wasserstrahlanlage geleitet. Das Förderband kann manuell oder automatisch über eine SPS gestartet und gestoppt werden, die mit den am Druckbehälter installierten Hoch- und Niedrigstandssensoren verbunden ist.
Die Granat-Runde abschließen
Im geschlossenen Kreislaufsystem werden das Abwasser und das im Auffangtisch gesammelte Granat zu einer Zentrifuge gepumpt, die Feststoffe abscheidet und diese zur Wiederverwertung in einen mit einem Schüttgutsack ausgekleideten Trichter abführt. Das Granat wird an den Lieferanten zurückgeschickt, der es reinigt und siebt, um den Teil des verbrauchten Granats zurückzugewinnen, der für die Wiederverwendung geeignet ist.
Durch die Umstellung von der manuellen Entleerung auf die automatisierte Entnahme aus Schüttgutsäcken konnte das Werk die Arbeitssicherheit, die Sauberkeit im Werk und die Betriebsverfügbarkeit verbessern und gleichzeitig die laufenden Kosten für ein teures Verbrauchsmaterial senken.