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Selbstreinigender Doppelwellen-Schneckenwärmetauscher Für schwierige Fördermedien – Wellen, die sich selbst reinigen

| Autor / Redakteur: Matthias Ginster* / Wolfgang Ernhofer

Für viele Industriezweige, die Schüttgüter produzieren, verarbeiten oder behandeln ist der Schneckenwärmetauscher eine gängige Komponente zum Aufheizen, Trocknen und Kühlen. Aufgrund der gewaltigen Bandbreite an Produkten ergeben sich neue Anforderungen an die Verarbeitung von Stoffen mit problematischen Schütteigenschaften.

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Aufgrund der gleichsinnigen Drehung mit einem Drehzahlverhältnis von 2:1 reinigen die Wendel der Wellen die jeweils Gegenüberliegenden von anhaftenden Materialien. Dadurch stellt sich ein definierter Materialtransport ein und dem Aufbau von isolierend wirkenden Materialschichten wird aktiv entgegengewirkt.
Aufgrund der gleichsinnigen Drehung mit einem Drehzahlverhältnis von 2:1 reinigen die Wendel der Wellen die jeweils Gegenüberliegenden von anhaftenden Materialien. Dadurch stellt sich ein definierter Materialtransport ein und dem Aufbau von isolierend wirkenden Materialschichten wird aktiv entgegengewirkt.
(Bild: Köllemann)

Bis heute ist es eine weitverbreitete Fehlannahme, dass ein gewöhnlicher mehrwelliger Schneckenwärmetauscher alle nicht frei fließenden Schüttgüter prozesssicher fördern kann. Im schlimmsten Fall führt dies zu verstopften und belegten Wendeln, mit denen kein definierter Energie- oder Materialtransport erfolgt. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass klebriges Material an den Wendeln anhaftet und bei jeder Umdrehung der Wellen nur leicht verformt wird, während ein dicker Belag als Isolierschicht wirkt. Dabei stellt sich kein Materialfluss vom Einlass zum Auslauf ein, weiterhin besteht auch kein Austausch von thermischer Energie aufgrund der Isolierwirkung.

Eine frühe Version bestand aus zwei gegenläufig arbeitenden Wellen, welche jeweils mit einem eigenen Antrieb ausgestattet sind. Dem zugrunde lag die Intention die beiden Wellen mit leicht variierenden Drehzahlen zu betreiben. Durch dieses Verfahren ändert sich unablässig die Position der einzelnen Wellen zueinander und schert durch den alternierenden Abstand der Wendel klebendes Material von diesen ab. Gerade beim An- und Abfahren traten hier durchaus Probleme mit der Steuerung der Drehzahlen auf. Um diese Problem zu lösen, hat die Firma Köllemann einen Doppelwellen-Schneckenwärmetauscher entwickelt – mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten, engen Wendelabständen und maximierter Einleitung von Scherkräften in das Fördergut.

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Das Unternehmen hat die oben genannten Charakteristika mittels eines wartungsarmen Synchronisationsgetriebes realisiert, welches ein Drehzahlverhältnis von 2:1 bei gleichsinniger Drehrichtung liefert. Die Synchronisation erfolgt hier rein mechanisch ohne jegliche elektronische Bauteile oder notwendige Automatisierungstechnik. Aufgrund der gleichsinnigen Drehung reinigen die Wendel der Wellen die jew. Gegenüberliegenden von anhaftenden Materialien. Dadurch stellt sich ein definierter Materialtransport ein und dem Aufbau von isolierend wirkenden Materialschichten wird aktiv entgegengewirkt. Dies bietet den Anwendern die Möglichkeit, z.B. Salzlösungen zu kristallisieren, sowie Schlämme bis zu einem schüttgutähnlichen Zustand zu trocknen oder auch chemische Reaktionen auszuführen, welche die Materialviskosität ändern.

Die Schneckenwärmetauscher können ein breites Spektrum an Wärmeträgern, wie z.B. Wasser, Thermalöl (HTM) oder Dampf nutzen. Andere Optionen wie z.B. modulare Isolierung, Stickstoffüberlagerung oder Drehzahl-Messung sind ebenfalls verfügbar.

* * Der Autor ist Leiter der Projektabteilung bei Köllemann GmbH, Adenau. Tel.: +49-2691-308-50

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