Förderband-Auffangrinnen für einen besseren Materialfluss

Während das Fördergut auf dem Förderband über die Tragrollen läuft, führen das Gewicht des Materials und die wellige Oberfläche dazu, dass Staub und Feinanteile am Band haften bleiben und sich in Rissen und Vertiefungen festsetzen. Bei der Entladung wird das Material, das nicht mit dem Hauptgutstrom fällt und am Rücklaufband haften bleibt, als „Rückstand“ bezeichnet. Wird es nicht durch einen Primär- und Sekundärreiniger vom Band entfernt, fällt der Rückstand vom Band und bildet unter dem Band Haufen, lagert sich als Streugut ab oder wird zu Staub in der Luft (Bild 1). Studien haben gezeigt, dass die Reduzierung des Rückstands flüchtiges Streugut und Staub um bis zu 90 % verringern und gleichzeitig die Lebensdauer von Rollen und Band um 25 bis 30 % erhöhen kann [1].

Das von einem Vor- oder Nachreiniger gesiebte Material wird auf einer Schräge im hinteren Bereich der Einlaufrinne gesammelt, die als „Auffangrinne“ bezeichnet wird. Die Reinigung dieser Feinanteile erhöht jedoch das Materialvolumen, das durch die Einlaufrinne fließt, und kann direkt unter der Antriebsrolle zu Ablagerungen führen. Um Ablagerungen und Verstopfungen der Rinne zu verhindern, wurden eine vibrierende Auffangrinne und daran angebrachte Luftkanonen entwickelt, um Ausfallzeiten aufgrund von Verstopfungen und Reinigungsarbeiten zu reduzieren und die Produktion zu steigern.

Ein sauberes Förderband ist ein effizientes Förderband

Verfügt ein Förderband über keine Reinigungsvorrichtungen, müssen Betreiber damit rechnen, zusätzliche Arbeitskosten in ihre Budgets einkalkulieren zu müssen, um Verschüttungen zu beseitigen und durch übermäßigen Staub und Rücktransport verschmutzte Komponenten auszutauschen. Wenn sich Verschüttungen ansammeln, läuft das Band auf dem getrockneten Haufen abrasiven Materials, was zu einer vorzeitigen Abnutzung der Bandabdeckung und zu Schäden an der ungeschützten Rücklaufseite führt, was wiederum eine verkürzte Lebensdauer des Bandes zur Folge hat (Bild 2). Weiter unten auf der Rücklaufstrecke können Rückstände die Rollen verschmutzen und auf Laufstege gelangen, was regelmäßige Wartung erfordert, um die Effizienz und angemessene Arbeitsschutzstandards aufrechtzuerhalten.

Ohne angemessene Reinigung kann ein Förderband in einem Hochleistungsbetrieb für den Transport von Trockenmassengütern mehr als 0,45 t Material pro Stunde Rückstände erzeugen. Selbst durch den Einbau eines einfachen Primärreinigers kommt es weiterhin zu Rückständen, wobei durchschnittlich nur 100 g/m² auf dem Band verbleiben. Durch den Einbau mehrerer Reiniger lassen sich die Rückstände auf dem Band auf 50 bis 20 g/m² senken. Je nach Bandgeschwindigkeit, Systemlänge und dem Betriebsraum würde diese durchschnittliche Rücktragsmenge das Verschüttungsniveau auf einem tragbaren Maß halten und die Höhe der Staubkonzentration bliebe im Rahmen der Vorschriften zur Luftqualität am Arbeitsplatz.

Der Einsatz eines hochwertigen Bandreinigungssystems reduziert Rückstände, Staub und Materialverlust drastisch, führt jedoch auch zu einem konstruktiven Dilemma, das eine schnellere Ablagerung an der Auffangrinne zur Folge hat. Je nach den Eigenschaften der Anwendung ist die Konstruktion der Auffangrinne ein wichtiger Aspekt. Materialablagerungen an diesen Stellen müssen beseitigt werden, um die Produktionseffizienz zu maximieren [2].

Bei einigen Schwerlastanwendungen sind möglicherweise zwei Primärreiniger und ein Sekundärreiniger zwischen Austrags- und Ablenkrolle erforderlich, was zu starken Ablagerungen führen kann. Aufgrund von Platzbeschränkungen durch eine kleine Antriebsrolle sind Tertiärreiniger möglicherweise die einzige Option, weshalb Konstrukteure eine vertikale Ausstragsrinne empfehlen. Vertikale Austragsrinnen neigen ebenfalls zu Ablagerungen und Verstopfungen und sind schwer zu reinigen. Wenn nur ein Tertiärreiniger zulässig ist, werden häufig Auffangwannen verwendet, um Rückstände von den Umlenkrollen aufzufangen, wenn die Förderbahn umweltsensible Bereiche, Straßen oder Gehwege kreuzt (Bild 3).

Auffangrinnen: Auffangen oder freigeben?

Einige Methoden zur Kontrolle von Rückstand fangen das Material zur Reinigung auf, während andere den Materialfluss unterstützen und es wieder in den Materialstrom zurückleiten. Auffangsysteme wie Auffangbehälter oder -wannen sind oft so konstruiert, dass sie abgesenkt oder aufklappbar sind, was die Reinigung beschleunigt, den Arbeiter jedoch weiterhin Gefahren aussetzt, da sich große Ablagerungen während der Reinigung lösen können (Bild 4).

Anstelle von Auffangwannen lassen einige Systeme das Material unter das System fallen, wo es durch eine Schleppkette oder einen Schubförderer entfernt wird. Diese können bei Arbeiten mit gröberem Zuschlagstoff effektiv sein, es kann jedoch zu Problemen kommen, wenn die Ladungen unausgewogen sind oder feuchte Feinanteile während der Stillstandzeiten aushärten. Betreiber, die diese Methode anwenden, berichten, dass entgegen ihrer Erwartung die für den Betrieb dieser Systeme erforderliche zusätzliche Energie kostspielig und mehr Arbeitsaufwand erforderlich ist, um die Systeme funktionsfähig zu halten.

Die grundlegendste Fließhilfe ist die Verwendung von Wasser, um das Austragsmaterial zu befeuchten und es auf das Auffangband fließen zu lassen. Obwohl bei einigen Anwendungen der Siliziumdioxidgehalt, magnetische Eigenschaften und Oberflächenreibung für Ablagerungen verantwortlich gemacht werden können, ist Feuchtigkeit ein wesentlicher Faktor für Adhäsion (Ablagerungen auf Oberflächen) und Kohäsion (Ablagerungen des Materials auf sich selbst). Die meisten Schüttgüter beginnen bei 15 % Feuchtigkeit an Haftkraft zu verlieren; daher führt die Verwendung von zu wenig Wasser dazu, dass der Rücklauf klebriger wird, während eine Übersättigung Probleme verursachen könnte, da viele Prozesse die Zugabe von Wasser nicht vertragen.

Eine hochwirksame und praxiserprobte Methode ist die Installation einer geneigten Rutsche mit einer reibungsarmen „aktiven“ Oberfläche. Eine vibrierende Auffangrinne ist ein Vibrator, der an einer schwimmenden, reibungsarmen Auskleidung befestigt ist, um die Oberfläche durch Vibration und Schwerkraft aktiv zu machen und das Material in Richtung des Austragsstroms zu bewegen (Bild 5). In einigen Fällen können ganze Rutschen isoliert werden, um die angewendete Vibration effektiver zu machen.

Luftkanonen für Förderrutschen

Luftkanonen haben sich als äußerst wirksam erwiesen, um den Materialfluss zu unterstützen und Verstopfungen durch schwer zu fördernde Materialien in großen Rutschen zu beseitigen. Der Vorteil von Luftkanonen besteht darin, dass sie bei korrekter Montage Materialansammlungen an typischen Stellen wie Ecken und flachen Flächen lösen. Luftkanonen geben Druckluftimpulse ab, um Ablagerungen von Oberflächen abzutragen. Es handelt sich um einfache Geräte mit einem beweglichen Teil, die lediglich Druckluft und eine Auslösevorrichtung benötigen. Die Kanonen können bei Bedarf manuell oder in zeitgesteuerten Abständen ausgelöst werden (Bild 6).

Die Kanonen sind in Richtung des Materialflusses ausgerichtet, was für einen gleichmäßigen und effizienten Produktionsablauf sorgt. Die Auslöseabfolgen werden über einen einfachen Zeitschalter gesteuert, der auf ein Intervall eingestellt ist, das sich nach den Zyklen des Materialflusses richtet. Die Intervalle können fein abgestimmt werden, um Schwankungen der Luftfeuchtigkeit oder Frostbedingungen, bei denen Verstopfungen häufiger auftreten, sowie Änderungen des Volumens, der Materialart oder der Bandgeschwindigkeit zu berücksichtigen, bei denen zusätzliche Durchflusshilfen erforderlich sind. Anpassungen der Auslöseabläufe erfolgen manuell über eine nahegelegene Magnetventilbox oder können an ein zentrales Logistiksystem weitergeleitet werden.

Eine weitere Anwendung von Luftkanonen an Auffangrinnen besteht darin, die Düse nach unten hinter einen schweren, flexiblen Vorhang zu richten, der bei Auslösung der Luftkanone wellt und das anhaftende Material von der Oberfläche löst. Idealerweise besteht der Vorhang aus einem Gummimaterial mit einer glatten, reibungsarmen Oberfläche, die bei Verschleiß leicht austauschbar ist.

Fazit

Probleme im Zusammenhang mit Rückständen, wie das Beseitigen von Verschüttungen, das Entfernen von Ablagerungen und das Freimachen von Rutschen, galten früher als unvermeidbare Betriebskosten. Für Betreiber, die unter übermäßigen Ablagerungen durch Rückstände leiden, könnte aufgrund von Arbeitskosten und Bedenken hinsichtlich der Arbeitssicherheit eine Überprüfung der Konstruktion des Austragsbereichs ihrer Förderbänder notwendig werden.

Auf lange Sicht können ungeplante Ausfälle zur manuellen Beseitigung von Verschüttungen bei der Berechnung von Arbeits- und Produktionsausfällen die Kosten für eine komplette Neukonstruktion des Austragsbereichs rechtfertigen. Dazu gehören eine größere Antriebsrolle, eine für die Anwendung ausreichende Anzahl von Reinigungsvorrichtungen sowie eine komplette Förderrinnenkonfiguration mit Förderhilfen. Der Einsatz bewährter Fördertechnologien wie einer vibrierenden Auffangrinne und Luftkanonen im Zusammenspiel sorgt für mehr Betriebszeit und eine höhere Produktion. Weitere Details finden Sie in diesem Tutorial zur Auffangrinne [3].