De productie van polymeer methyleendifenyldisocyanaat (MDI) is potentieel gevaarlijk en vereist apparatuur die is ontworpen om potentieel explosieve omgevingen te weerstaan. Toen Lenzing Filtration, een Oostenrijkse fabrikant van geautomatiseerde terugspoelfilters, werd gevraagd zijn geautomatiseerde systemen te leveren aan een Chinese polymeer-MDI-producent, wist men dat het men een aandrijfsysteem nodig had die betrouwbaar en explosieveilig was. Daarom richtte het zich tot Watt Drive, een dochteronderneming van WEG, die 21 WG20-reductiemotoren en W22Xde-drukvaste motoren leverde om aan de veeleisende ATEX-eisen te voldoen.
De afgelopen 40 jaar heeft Lenzing Filtration zich gespecialiseerd in de ontwikkeling en productie van hoogwaardige filterapparaten voor de scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen. De focus van het bedrijf ligt op automatische backflush-filtratiesystemen die worden gebruikt voor het zuiveren van media met een lage tot hoge viscositeit in meerdere industrieën, waaronder de automobiel-, chemische en farmaceutische sector, de olie- en gasproductie, de elektronica en de fotovoltaïsche sector.
Op basis van deze referenties werd Lenzing Filtration benaderd door een groot Chinees chemisch bedrijf met vestigingen over de hele wereld, om te ondersteunen bij een zeer veeleisende toepassing. Concreet wilde het chemische bedrijf de geautomatiseerde terugspoelfiltersystemen van Lenzing Filtration gebruiken in zijn fabriek in China. De systemen zouden worden gebruikt voor de productie van polymeer MDI, een chemische verbinding die veel wordt gebruikt bij de productie van polyurethaanschuimen, coatings, lijmen en afdichtingsmiddelen.
Een lokale vpartner van Lenzing Filtration verzorgde de installatie en inbedrijfstelling. De productie van polymeer MDI stelt echter hoge eisen aan de gebruikte technologie. Alle apparatuur – inclusief de aandrijvingen – moest worden gecertificeerd voor potentieel gevaarlijke gebieden volgens de ATEX-richtlijn 2014/34/EU.
Hoge eisen aan de technologie
Het Chinese chemiebedrijf wilde de OptiFil®-250-0720 en OptiFil-350-1080 terugspoelfilters van Lenzing Filtration gebruiken. De terugspoelfilters zijn volautomatische systemen voor de filtratie van laagviskeuze media die continu werken. Net als de andere oplossingen van Lenzing Filtration zijn de OptiFil-systemen geschikt voor een reeks materialen, waaronder harsen, lakken, zuren, logen, oplosmiddelen, suikeroplossingen, melasse, zetmeel, oliën, koelsmeermiddelen, reinigingsbaden, oppervlakteactieve stoffen en alle soorten water, van afvalwater tot koelwater.
De terugspoelfilters waren ook volledig automatisch en moesten daartoe worden aangedreven door ATEX-gecertificeerde aandrijfsystemen die betrouwbaar en explosieveilig zouden zijn en uitgerust om de gevaarlijke en veeleisende toepassing te weerstaan., Om aan deze eisen te voldoen, heeft Lenzing Filtration de firma Watt Drive geraadpleegd, een dochteronderneming van WEG, een van de grootste motorfabrikanten ter wereld.
Zware omstandigheden
WEG biedt een breed scala aan verschillende aandrijfoplossingen, inclusief ATEX-versies. Voor Lenzing Filtration was dit een doorslaggevende factor bij het gunnen van de opdracht voor de benodigde motorreductoren.
Het gebruik in terugspoelfilters stelt zeer hoge eisen aan de bestendigheid van de aandrijftechniek. Zo moeten er door de druk in het filter aanzienlijke axiale krachten door de tandwielkast worden opgevangen. Alle filters zijn ontworpen voor een druk van 14,1 bar en temperaturen van 80 graden Celsius. Om deze redenen heeft Lenzing Filtration ervoor gekozen om WG20-reductiemotoren in ATEX-ontwerp te gebruiken met drukvaste W22X ATEX-motoren.
Om de hoge temperaturen te kunnen weerstaan, zijn op de uitgang ook speciale Viton-asafdichtingen gebruikt. Vanwege de zware omgevingsomstandigheden werden de WG20-tandwielkast en de ATEX motor gecoat met een meerlaagse C5 epoxyharsafwerking van. De standaard motorbeschermingsklasse was IP56.
De 13 OptiFil-250-0720 terugspoelfilters die naar China zijn geleverd, hebben elk een volume van 105 liter en een gewicht van 317 kg. Binnen drie seconden kan een terugspoelvolume van 25 liter worden omgezet. Ter ondersteuning hiervan werd hier een explosieveilige WG20 tandwielkast met een koppel van 308 Nm en een vermogen van 1,1kW gebruikt.
De WG20-tandwielkast werd aangesloten op de drukvaste WEG-motor uit de W22X-serie met een IEC adapter. Het uitgangstoerental bedraagt 33 omwentelingen per minuut . Als uniek kenmerk werd een speciale holle as met holle as-afdekkap geïnstalleerd.
Voor de acht grotere OptiFil-350-1080 terugspoelfilters met een inhoud van 247 liter en een gewicht van 550 kg is gekozen voor een krachtigere aandrijfoplossing. Ook hier wordt gebruik gemaakt van een explosieveilige WG20 kegeltandwielmotor, maar met een koppel van 696 Nm en een vermogen van 2,2 kW. Ook hier wordt een IEC-adapter gebruikt en de uitvoersnelheid is 30 rpm.
Beide uitvoeringen dienden geschikt te zijn voor een voedingspanning van 660V 50Hz. Daarnaast zorgen thermistors voor een betrouwbare thermische bewaking van de aandrijflijn.
Alles uit één bron
Uiteindelijk heeft WEG – Watt Drive de gehele aandrijflijn geleverd, die naar China is geëxporteerd voor gebruik met de automatische terugspoelfilters OptiFil-250-0720 en OptiFil-350-1080. Dit bedroeg in totaal 21 WG20-reductiemotoren en W22Xde drukvaste motoren.
“WEG – Watt Drive was in staat om vanuit één enkele bron een zeer robuuste WEG-aandrijfoplossing voor ons te ontwerpen, die aan alle uitdagingen kon voldoen en tegelijkertijd bijdroeg aan een aanzienlijke verlaging van de totale kosten”, aldus Johannes Kneissl, technisch manager filtratie & scheiding bij Lenzing Filtration.
Zowel de terugspoelfilters als de compleet geïnstalleerde WEG-aandrijving voldoen aan de ATEX-eisen voor Zone 1 voor gassen en dampen en Zone 21, gekenmerkt door hoog risico voor poeders en stoffen.
De eisen van de klant en de zware omstandigheden in een potentieel explosieve en gevaarlijke omgeving vereisten een nauwkeurig ontworpen aandrijfoplossing. Op dezelfde manier moesten de sterke axiale krachten van de versnellingsbak op betrouwbare wijze worden gecompenseerd. De geavanceerde aandrijfoplossingen hebben de personeelsbehoefte in gevaarlijke zones verminderd, en WEG’s levering uit één bron stroomlijnde de activiteiten, wat bijdroeg aan de algehele kostenbesparing en de efficiëntie van de automatische terugspoelfilters waarborgde.
“Niet alleen waren de prestaties en resultaten goed, maar ook de samenwerking en betrouwbaarheid bleken uitstekend”, aldus Kneissl. “Lenzing Filtration is dan ook in alle opzichten zeer tevreden over Watt Drive als leverancier.”
Lees ook onze Special Mechanische Aandrijftechniek