Nagy teljesítmények törvényei a keveréstechnikában

Miként tudjuk a piacon jelenlévő kiválóbbnál kiválóbb berendezés részegységek - tartályok, hajtóművek, motorok, különböző gépelemek - közül kiválasztani az adott alkalmazásnak legjobban megfelelő kombinációt?

Vizsgáljuk a kérdést egy fermentor példáján keresztül, amelynek üzembe állítását hosszas és körültekintő tervezőmunka, mérlegelési folyamat előzi meg. Mégis előfordul, hogy a különféle előzetes elképzelések, elvárások megvalósítása komoly kihívást jelent mind a tervezéskor, mind a berendezés kivitelezésekor.

A hajtások keverős készülékeken történő rögzítésére leggyakrabban alkalmazott rögzítési módok:

1. szimmetrikusan tartályfedélre átadódó terheléssel,
2. aszimmetrikusan tartályfedélre átadódó terheléssel.

1. ábra	2. ábra

A szimmetrikus tartályterhelés (1.) a legkedvezőbb a keverős készülékek statikai szempontjaink figyelembevételével. A tartályfedelet a hajtómű/motor tömege koncentrikusan terheli, és a keverő tengelyt érő erőhatások is kedvezőbben alakulnak.

Nagy teljesítményű hajtások esetén (P>100kW) viszont a kellő üzembiztonságot a kisebb terhelésre kifejlesztett egyenes elrendezésű homlokkerekes hajtómű családok (1. ábra) nem tudják biztosítani, mert az egyéb mechanikai paraméterek törvényszerű változása a hajtóművet túlterhelheti még a legnagyobb méretben a piacon létező terméknél is.

Mire gondolunk itt?

Tekintetbe kell venni a fellépő hatalmas erőket, amelyek mind visszahatnak a hajtóműre is! Egy ilyen berendezés motorja több tonnás is lehet, a nagy mennyiségű töltet dinamikus mozgásából adódó tehetetlenségi erő - a mozgó tömeg elérheti a 60-100 tonnát is - visszahat a keverőelemeken keresztül a tengelyre, és a komplett hajtásra. Tovább bonyolítja a helyzetet a fermentorban uralkodó magas (átlagosan 70-90°C) hőmérséklet és nagy nyomás.

Az ilyen esetekben mindenképpen indokolt a 2. ábra szerinti hajtáselrendezés alkalmazása, mert a nehézüzemi ipari hajtóművek éppen ilyen beépítési feladatokra készülnek, így megfelelő biztonsági tényezővel rendelkező hajtásegység választható.

Az „üzemeltető fejével gondolkodva" előfordulhat technológiai változtatás, utólagos frekvenciaváltó beépítés, amely magasabb keverési fordulatszámot eredményez, ezáltal lehet, hogy nagyobb teljesítményt is igényel (3. ábra). Az viszont utólag sokba kerülhet, ha a hajtás a leggyengébb láncszem....

3. ábra Keverési teljesítményigény változása a fordulatszám függvényében.

A fermentor hatékony keverését és hajtásszükségletét elemezve az AGISYS mérnökei arra a következtetésre jutottak, hogy a nagyméretű fermentor keverők esetében a legoptimálisabb működést a (2. ábra szerinti) párhuzamos tengelyű hajtással szerelt keverőmű biztosítja, amellyel megnyugtató üzembiztonsági tényező érhető el, és későbbi technológiai módosítások megvalósítására is alkalmas. A tartály fedelének megfelelő méretezésével, illetve a csatlakozó karima merevítésével a hajtás hosszú távú üzembiztonsága garantálható.

Elméletük helyességét az AGISYS több sikeresen megvalósított projekt igazolja. még ott is, ahol az igazán nagy teljesítmények és erők törvényei uralkodnak.