UWT Anwendung des Monats

Maßgeschneiderte Lösungen für die Textilindustrie

Drehflügelmelder in Prozessbehältern mit Plastikgranulat

Kapazitiver Füllstandssensor in Aceton Tanks


Einstabsonden nach dem kapazitiven Messverfahren sind in vielen Fällen eine geschickte Lösung in Sachen Grenzstanderfassung. Sie sind bei der Überfüllsicherung sowie als Bedarfs- und Leermelder in Prozess- oder Lagerbehältern zu finden. Dabei eignen sich diese Grenzschalter durch eine hohe Sensibilität, große mechanische Belastbarkeit und die Vielfalt an Auslegern für nahezu sämtliche Schüttgüter unterschiedlicher Industrien. Doch diese Eigenschaften machen ihn ebenfalls zur geeigneten Lösung in der spannenden Welt unterschiedlicher Flüssigkeitsanwendungen, sei es im Bereich Nahrungsmittel, Holz, Gummi, in Kunststoffapplikationen, Umweltanlagen und Kraftwerken sowie der Baustoffbranche und chemischen Industrie. Im Folgenden wird der Einsatz des kapazitiven Einstabs RFnivo® in der aggressiven Substanz Aceton während des Textilherstellungsprozesses näher erläutert. Vom Drehflügelmelder der Bauart Rotonivo® seit Jahren überzeugt, stand für den Anlagenbetreiber hierbei eine UWT Lösung außer Frage.

 

Vom Klassiker überzeugt – dem Drehflügelmelder
Ein Kunstfaserhersteller in Weißrussland arbeitet bereits viele Jahre lang mit dem UWT Drehflügelmelder, einem Klassiker der ersten Stunde unter den Füllstandmessungen. Die Firma produziert seit 1964 ein breites Sortiment an Polyestertextilgarnen, Geotextilien sowie kohlenstoffhaltigen und wärmebeständigen Polypropylenmaterialien u.a. für besondere Schutzkleidung oder Verpackungslösungen in der Landwirtschaft und im Bauwesen. Dabei wurden die Rotonivo® Geräte für unterschiedliches Pulver und Granulat in mehreren Prozessbehältern installiert. Sie fungieren je nach Anforderung als Voll-, Bedarfs- oder Leermelder und sind mit ihrem einfachen elektromechanischen Messprinzip auch extremen Prozessbedingungen, wie Hochtemperaturen bis zu +1100°C, anpassbar. Zum Einsatz kommt der RN Drehflügel hauptsächlich in der Lagerung sowie Trocknung von Kunststoffpartikeln als Vollmelder sowie in Dosierbehältern und Extrudern zur Bedarfsmeldung. Während der Förderprozesse dient er als Rückstaumelder. Zum Schutz vor Temperaturen von unter -20°C wurde in der Elektronik eine Heizfunktion integriert, was sich in den Wintermonaten Weißrusslands als durchaus nützlich erwiesen hat.

 

Grenzstandmessung in sauberem und verschmutztem Aceton der Textilindustrie:
Kapazitive Lösung in Aceton Tanks zum Überfüllschutz und zur Leermeldung
Aufgrund der jahrelangen Zufriedenheit mit dem Einsatz der Drehflügelmelder wollte der Kunstfaserhersteller ebenfalls für seine Aceton Behälter eine Messlösung aus dem Hause UWT. Dazu führte das Unternehmen vorab einige Tests in den Tanks mit dem Lösungsmittel durch. Während der Kunstfaserherstellung wird Aceton zum Imprägnieren des Gewebes verwendet. Der jeweils zu produzierende Stoff wird durch ein Bad aus sauberem, reinem Aceton geleitet, wo u.a. überschüssiges Epoxidharz, welches man zum Verkleben der Fasern verwendet, abgewaschen wird. Der Großteil des Harzes ist meist nach der Wärmebehandlung ausgehärtet, nicht erhärtetes Epoxidharz kann so während diesem Prozessschritt entfernt werden. Danach gilt das Aceton als verschmutzt und gelangt in einen separaten Tank, wo es in einem speziellen maschinellen Verfahren gereinigt wird. Anschließend wird das gereinigte Lösungsmittel in die Tankbehälter mit sogenanntem regeneriertem Aceton gefüllt.

Aceton ist eine extrem aggressive Substanz, die zum einen ätzende Dämpfe absondert und zum anderen gewöhnliche Materialien schnell korrodieren lässt. Für die einzelnen Tanks mit sauberem, verunreinigtem sowie regeneriertem Aceton benötigte der Kunstfaserhersteller eine zuverlässige und gleichzeitig robuste Füllstandüberwachung. Durchgeführte Tests mit unterschiedlichsten Sensoren machten klar, dass mit der widerstandsfähigen RFnivo® Sonde eine optimale Lösung gefunden wurde. Bei den RF Serien handelt es sich um Einstabsonden, welche konstruktiv bedingt keine temperatureinschränkenden

Bauteile zur Medienerkennung benötigen und so in Prozessen bis zu 500°C eingesetzt werden können. Sie arbeiten mit dem kapazitiven Messprinzip, wobei die Kapazität unabhängig von der Länge des Sensors des zwischen Sondenspitze und der Behälterwand vorhandenen Mediums erfasst wird.

Der Kunde hat verschiedene Tanks von 1,2 bis 1,6 Metern Durchmesser. Außer einer verlässlichen Messung, selbst bei häufig auftretenden Druckschwankungen, war auch entscheidend, dass der Sensor über ein entsprechendes Zertifikat gemäß Gasexplosionsschutz (Zone1) verfügt. Zum einen wurde jeder Tank mit einer RF Sonde (Standardversion) zur Vollmeldung ausgestattet, wodurch ein zuverlässiger Schutz vor Überfüllung der Aceton Behälter gewährleistet wurde. Zum anderen wurde in jeden Behälter eine Leermeldung installiert, die rechtzeitig schaltet um ein Trockenlaufen zu verhindern.

Da es besonders bei der Leermeldung zum längeren Kontakt des Auslegers mit dem Aceton sowie den aggressiven Molekülen des Acetondampfes kommt wurde an einer extra robusten und widerstandsfähigen Geräteausführung des kapazitiven Einstabs getüftelt. Dazu verbaute man 1.4404 (316L) Edelstähle und PPS Isolatoren mit einer FFKM Dichtung im produktberührenden Ausleger. Die FFKM Dichtung (Perfluoroelastomer / Perfluorkautschuk) weist eine besonders hohe chemische Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Materialien auf. Perfluorkautschuk gilt als Kunststoff der neuen Generation. Es ist ein echtes High-Tech-Elastomer, welches immer dann zum Einsatz kommt, wenn besondere Ansprüche an Chemikalien-, Temperatur- und Formbeständigkeit gestellt werden. Die Ausstattung der Sondendichtungen des kapazitiven Grenzstandmelders mit dem hochrobusten Polymer machten diese absolut beständig gegen das Aceton. Sowohl die Tanks mit sauberem bzw. regeneriertem als auch die mit dem verschmutzten Aceton können gleichermaßen mithilfe des kapazitiven Messprinzips überwacht werden. Die in der RF Sonde serienmäßig integrierte „Active Shield“ Technologie stellt zudem sicher, dass das Messergebnis auch langfristig durch evtl. auftretende Anhaftungen am Ausleger nicht beeinflusst wird. Die insgesamt 16 Aceton Tanks konnten mit einer zuverlässigen Inhaltsüberwachung versehen werden, was die optimale Unterstützung eines reibungslosen und wartungsfreien Herstellungsprozesses für den Kunstfaserproduzenten bedeutete.   

 

Was ist für den Bediener wichtig?
Der RFnivo® kalibrierte sich nach der Montage und Verdrahtung im Behälter und nach dem Anlegen der Spannungsversorgung von selbst. Der Bediener musste nichts weiter tun als den Signalausgang im Qickstart Menü nach seiner Anwendung einzustellen. Wird ein RFnivo® in einer Anwendung eingesetzt, an den bereits schon einmal die Versorgungsspannung angelegt wurde, muss nach dem Einbau im Behälter nur die Kalibriertaste gedrückt werden. Die Sonde stellt sich automatisch auf die neue Anwendung ein. Somit ist auch die Kalibrierung des RFnivo® einfach gelöst. Für „eingefleischte“ RF-Sonden Betreiber gibt es ebenfalls eine leistungsfähige manuelle und menügeführte Kalibrierung. Diese führt letztendlich zum gleichen Ergebnis wie die automatische Kalibrierung.

Die Allspannungselektronik ist übersichtlich mit einem Display und 3 Bedientasten ausgestattet und bietet für die Signalauswertung einen DPDT-Signalausgang. Während des Betriebes wird im Display immer die im Moment gemessene Kapazität angezeigt. Parameter wie FSH (fail save high) und FSL (fail save low) sowie Reaktionszeit des Signalausganges sind in einem Quickstart Menü übersichtlich einstellbar. Eine Test-Taste ermöglicht den manuellen Start einer Selbstdiagnose des Sensors. Bei Bedarf kann eine automatische Selbstdiagnose eingestellt werden, welche dann regelmäßig die einwandfreie Funktion des RFnivo® überprüft und im Fehlerfall den Failsafe aktiviert. Diese Selbstdiagnose läuft im Hintergrund ab, ohne die Funktion der Sonde in der Anwendung zu beeinflussen. So wurde ein einfaches Bediensystem in den kapazitiven Grenzschalter integriert, welches sich spielerisch handhaben lässt.

 

Kundenstatement
„Der kapazitive Sensor arbeitet bereits seit einiger Zeit reibungslos in den Aceton Tanks und detektiert zuverlässig den Füllstand. Das war ein spannendes Projekt mit UWT, bei dem wir durch die Qualität und Zuverlässigkeit der Allgäuer Geräte einmal mehr begeistert werden konnten.“

 

Erweiterung der kapazitiven Serie zur Grenzstandmessung in Flüssigkeiten, Pasten & Schäumen
Nachdem UWT viele wertvolle Erfahrungen im Bereich der Flüssigkeitsanwendungen sammeln konnte, wurde das Geräteportfolio entsprechend um kompatible Lösungen für sämtliche Flüssigkeiten, Pasten und Schäume erweitert. In die RFnivo® Grenzschalterserie wurde der RFnivo® 8000 inkludiert, welcher sich speziell für die Erfassung pastöser, adhäsiver und korrodierender Flüssigkeiten sowie für die Schaumdetektion eignet. Er kann ebenfalls zur Trennschichtmessung unterschiedlicher Flüssigkeiten oder Schlämme herangezogen werden und ist mit WHG sowie gem. Lloyd's Register zertifiziert. Die Druckfestigkeit beträgt bei dieser RF Stabversion sogar bis zu 35bar. Durch die optional erhältliche PFA Beschichtung ist zudem eine verbesserte chemische Beständigkeit gegeben. Die Geräte sind mit einer vergossenen Elektronik ausgestattet und arbeiten mit der innovativen „Inverse Frequency Shift“ Technologie, welche eine sehr präzise Empfindlichkeitseinstellung auf das Medium zulässt. Durch die Variation an Ausführungen mit Stab- und Rohrverlängerungen lassen sich die Sensoren einfach auf die jeweilige Behältergegebenheit und Einbausituation einstellen.

 

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