Befeuchtungsanlage

Zur Luftfeuchtigkeitsregulierung in der Zigarettenpapierfirma CIMA werden Düsen zur Luft-befeuchtung eingesetzt (ca. 150 Stück). Das Problem der derzeitigen Anlage besteht darin, dass die Düsen beim Abbau des Systemdrucks tropfen. Ebenfalls öffnen die Düsen, die jetzt im Einsatz sind bereits bei 20 bar, was dazu führt, dass die Zerstäubung unzufrieden stellend ist.

Ziel des Projekts ist es, das Tropfen durch eine Neukonstruktion der Düse zu verhindern. Ein wichtiger Punkt war, dass Kosten und Aufwand der Fertigung auf einem Minimum gehalten werden, da eine hohe Stückzahl gefertigt wird. Ebenfalls soll die Düse sehr klein sein, damit man sie in die bereits vorhandene Vorrichtung ohne größere Änderungen montieren kann.

Die Herausforderung bestand darin, dass die neue Düse über 60 bar schön Zerstäubt und unter 60 bar vollständig schließt und somit abdichtet. Schwierig war hierbei das wir die richtigen Dichtungen bzw. Dichtungsmethoden herausfanden. Weitere Schwierigkeiten hatten wir mit den kleinen Teilen, da diese oftmals die Konstruktion erschwerten. Die Fertigung erfolgte hauptsächlich in einer Firma für Kleinteilefertigung, da es mit den Maschinen und Werkzeu-gen, die uns in der Schule zur Verfügung standen nicht möglich war.

Wir versuchten mit mehreren Modellen unser Ziel, dass die Düsen nicht mehr tropfen zu er-reichen. Dabei wurden immer wieder Dichtungen ausgetauscht und Dichtflächen umkon-struiert. Hauptsächlich bestand unsere Arbeit aus Konstruktionsänderungen, Berechnungen und dem Testen der Düsen.

Die Düsen wurden auf einem eigens entworfenen Prüfstand getestet. Den benötigten Druck für die Düsen erzeugt eine spezielle Verdrängerpumpe (Plungerpumpe). Die Wasserversor-gung erfolgt über das Trinkwassersystem der Schule. Druckleitungen führen von der Pumpe zu den beiden Ventilatorgehäusen, in denen sich die Düsen befinden. Die Düsen können mit-tels eines Kugelhahns geschaltet werden.

Zusammenfassend ist zu sagen, dass der Verschleiß von Zigarettenpapier durch das Tropfen der Düsen hoch ist. Sobald nämlich Wasser auf das Papier trifft verklebt es und ist daher ver-ständlicherweise nicht weiterverwendbar.
Nach  ein paar Versuchen mit dem derzeit vorhandenen Modell konnten wir feststellen, dass das Problem durch einem Konstruktionsfehler des Düsenanbieters verursacht wird.
Abschließend ist noch zu erwähnen, dass das derzeit vorhandene Druckentlastungssystem falsch ausgelegt und daher neu berechnet und designet werden muss.

To regulate humidity in the cigarette company CIMA nozzles for humidification are used. Water is sprayed intermediately into the production hall via approximately 150 nozzles. The problem of the current system is that the water distribution at the beginning and the end of the spraying interval is unsatisfactory. In this case big water droplets are generated.

The aim of the project is to prevent the drop by a redesign of the nozzle. An important point was that the manufacturing cost and complexity can be kept to a minimum, because a high number of pieces will be manufactured. The nozzles should be very small too, so that they can fit into the existing device without major changes.

The challenge was that the new nozzle atomizes above 60 bar and completely seals under 60 bar. It was difficult to find the correct seals and sealing methods. Further difficulties we had with the small parts, they often made it difficult to design. The production mainly took place in a company for manufacturing of small parts, because the machines and tools that we have in our school workshops cannot manufacture parts of that size.

We tried several models, with the aim that the nozzles no longer drip. We repeatedly replaced seals and sealing surfaces to reach our goal. Primarily our work consisted of design changes, calculations, and the testing of the nozzles.

The nozzles were tested on a specially designed test rig. The required pressure for the nozzles generates a special positive displacement pump (plunger). The water is supplied via the potable water system of the school. Pressure lines leading from the pump to the two fan housings, in which the nozzles are mounted. The nozzles can be switched by means of a ball valve.

In summary, it can be said that the wear of cigarette paper due to the drip of the nozzles is high. As soon as water hits the paper it is unusable.
After a series of test we can clearly identify the problem, which was caused by a design error of the nozzle supplier. Also the installed pressure release system seems to be inadequate and needs some redesign.