Überwachungslösung für Ex-Bereiche
Viele Prozesse in Chemie, Pharmazie oder Biotechnik laufen heute automatisch gesteuert ab. Trotzdem wird oft ein visueller Einblick in das Geschehen im Reaktor gewünscht.
Da viele der Kessel in einem explosionsgefährdeten Bereich aufgestellt sind, gelten hier besondere Anforderungen. Die Papenmeier GmbH & Co. KG, Fachbereich Lumiglas, hat sich auf Schauglasarmaturen spezialisiert. Um eine klare Sicht bei automatisierten Einrichtungen wie z.B. Kameraüberwachung sicherzustellen, musste auch die Reinigung des Glases automatisiert werden. Scheibenwischer mit Ex-geschützten Kleinstmotoren sorgen hierbei für den notwendigen Durchblick.
In Reaktionskesseln geht es meist im wahrsten Wortsinn hoch her. Das Medium wird von Rührern durchmischt, es kommen neue Reagenzien durch Leitungen im Strahl dazu und oft entstehen durch die Reaktion selbst Blasen, die platzen. Alle diese Ereignisse senden Spritzer nach allen Seiten, natürlich auch auf die Beobachtungsfenster. Um immer einen klaren Einblick in den Kessel zu haben, ist daher eine Fensterreinigung Pflicht.
Wisch und weg
Nicht immer eignen sich Spritzdüsen zur Reinigung der Schaugläser, dann ist sozusagen Handarbeit mit einem Wischer gefragt. Größter Nachteil dieser Lösung ist die nötige Bedienung vor Ort. Die Experten von Lumiglas haben sich daher dieses Problems angenommen und einen motorisierten, auch ferngesteuert funktionierenden Wischer entwickelt. So sind ohne großen Personalaufwand kameragestützte Überwachungslösungen möglich.
Gerade in der Verfahrenstechnik muss sehr häufig Rücksicht auf die besondere explosionsgefährdete Atmosphäre rund um eine Anlage genommen werden. Alle mechanischen und elektrischen Komponenten sind daher in geschützter Bauweise auszuführen. Im Falle der Fensterwischer bedeutet dies eine leichtgängige und dennoch gasdichte Wellendurchführung in den Reaktor. Der Antriebsmotor muss ebenfalls den einschlägigen Anforderungen entsprechen. Gleiches gilt auch für das nötige Getriebe zur Drehmomenterhöhung. Da große Antriebe den Einblick in die doch eher kleinen Schaugläser erschweren, ist zusätzlich eine möglichst kleine Bauform gefragt. Zähe oder fasrig abzuwischende Medien erfordern dabei noch ein hohes Drehmoment an der Wischerwelle. Anforderungen, die die Antriebsentwickler von FAULHABER in ein passendes Motorkonzept umsetzten.
Druckfeste Kapselung
Um ein Gerät explosionssicher auszuführen, gibt es mehrere Möglichkeiten. So sind u.a. die Überdruckkapselung Ex p, die Ölkapselung Ex o oder auch die Vergusskapselung Ex m Stand der Technik. Da der Motor einen Kollektor und Bürsten hat, erzeugt er im Betrieb Funken. Deshalb kommt als Zündschutzart nur die „druckfeste Kapselung“ in Frage. Dies bedeutet, dass die Komponenten, die eine Zündung auslösen können, in ein Gehäuse eingebaut sind, das dem Explosionsdruck standhält. Die Öffnungen des Gehäuses sind so beschaffen, dass eine Übertragung der Explosion nach außen verhindert wird.
Das Motorgehäuse wurde für die höchstmögliche Explosionsklasse IIC entwickelt (schließt IIA und IIB ein) und ist für den Betrieb in Zone 1 und 2 zugelassen. Die Temperaturklasse ist T5, die höchstmögliche Klasse T6 gibt es auf Anfrage. Mit Ausnahme der Motorwellendurchführung (IP 54 nach EN 60529) ist der Motor in Schutzart IP 68 ausgeführt. In der Motorpraxis bedeutet dies: Der Motor ist trotz der druckfesten Kapselung mit 80 mm Länge und 35 mm Durchmesser kaum größer als ein vergleichbarer Nicht-Ex-Motor. Bei einer Versorgungsspannung von 24 VDC und einem maximal möglichen Dauerstrom von 0,5 A leistet der Motor bei 40°C Umgebungstemperatur bis zu 9 Watt Wellenleistung. Der Wirkungsgrad liegt bei über 75%. Das geringe Rotorgewicht des Glockenankers erlaubt eine hohe Beschleunigung. Speziell angepasste Vorsatzplanetengetriebe (32 bis 63,5 mm Länge, 35 mm Durchmesser) erhöhen das Drehmoment auf bis zu 10 Nm. Die Untersetzungsbandbreite reicht je nach Stufenanzahl (ein bis fünf Stufen) von 3,71 : 1 bis 1526 : 1. Motor und Getriebe werden direkt im Werk verbunden, um die Schutzart zu garantieren. Der Schutz gegen unzulässige Erwärmung wird durch zwei eingebaute Temperatursicherungen erreicht. Für den sicheren Betrieb ist nur eine Sicherung erforderlich; hat durch eine Störung eine Sicherung ausgelöst, ist mit der zweiten ein Weiterbetrieb möglich. Ob als geschützte Variante bei Vakuum-, Druckluft- oder Flüssigkeitspumpen oder als speziell ausgelegte Antriebslösung für anspruchsvolle Positionieraufgaben – explosionsgeschützte Kleinantriebe eröffnen eine Vielzahl neuer Anwendungsfelder in Ex-gefährdeten Bereichen der Verfahrenstechnik.
