Effizienz durch optimierte Automatisierung

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31.01.2011 Ob Ventil, Hahn, Schieber oder Klappe: Keine Anlage kommt ohne Armatur aus. Die Abstimmung von Armatur und Antrieb bestimmt die Effizienz einer Automatikarmatur und damit den Anwendernutzen.

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Generell haben automatisierte Absperrklappen äußerlich ein sehr ähnliches Erscheinungsbild, da die Schnittstellen zur Rohrleitung sowie der Antriebe zur Rückmelde- oder Steuereinheit und auch zu den Wegeventilen in Normen festgelegt sind. Eine solche Automatikarmatur ist jedoch nur dann effizient, wenn Armatur und Antrieb hinsichtlich Drehmoment optimal abgestimmt sind.

Diese Auswahl stellt sich insbesondere bei Pneumatik-Armaturen in solchen Fällen schwierig dar, wenn der Pneumatik-Antrieb nicht speziell auf ein bestimmtes Armaturenprogramm abgestimmt ist, sondern der Hersteller der Pneumatik-Antriebe eine größtmögliche Abdeckung der unterschiedlichen Armaturentypen im Markt anstrebt. Meist wird eine logarithmische Drehmomentaufteilung und das Zahnstange-Ritzel-Prinzip gewählt.

Doppelschwingen-Prinzip für
optimales Drehmoment

Der Nachteil für den Anwender liegt auf der Hand. In nicht wenigen Fällen werden die Pneumatik-Antriebe überdimensioniert und erzeugen auf diese Weise Kosten, die sich vor allem auf lange Sicht für den Anwender sehr deutlich bemerkbar machen.

Die Bauart EB der pneumatischen Schwenkantriebe und die Baugrößen können optimiert dem Armaturenprogramm zugeordnet werden. Bei der Entwicklung wurde der Drehmomentverlauf des Antriebs dem Drehmomentbedarf der betätigten Armatur optimal angepasst; dies ist auch der Grund für die Auswahl des Doppelschwingen-Prinzips.

Der konstruktive Aufbau des Doppelschwingen-Prinzips dieser Baureihe erfüllt neben dem optimalen Drehmomentverlauf für die Absperrklappe ein weiteres Kriterium. Im Gegensatz zum Zahnstangen-Ritzel-Prinzip ist der Luftbedarf bei gleicher Drehmomentleistung pro Auf/Zu-Schaltung oft deutlich geringer. Um diesen geringen Energiebedarf weiter zu forcieren, wurde eine spielfreie kraftschlüssige Verbindung zwischen Doppelschwinge und Welle umgesetzt. Das Ergebnis dieser spielfreien Verbindung ist unter anderem ein geringerer Energieverbrauch bei Lastwechseln speziell bei Regelarmaturen.

Moderne Coating-Verfahren für die Aluminiumgehäuse der Antriebe unterstützen den Energieeffizienz-Gedanken in zunehmendem Maße. Als Beispiel hierfür wirken Polymere in speziellen Coating-Schichten permanent selbstschmierend und verhindern auf diese Weise unerwünschte Stick-Slip-Effekte. Die Reibungskoeffizienten – statisch und dynamisch – werden verringert und so der Wirkungsgrad des Antriebs erhöht. Auch bei der Auswahl von Stellungsreglern für Automatikarmaturen wird auf Energieeffizienz geachtet; hier werden bevorzugt Regler ohne Eigenluftverbrauch eingesetzt.

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Heftausgabe: Februar 2011

Über den Autor

Olaf Kliemisch, Produktmanagement Antriebstechnik Ebro Armaturen
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