LW-5.3/16 Stickstoffkompressor – Ölfreier Hochdruck-N2-Booster für anspruchsvolle industrielle Anwendungen

Der LW-5.3/16 ist ein zweistufiger, zweireihiger, ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor, der speziell für die Hochdruck-Stickstoffeinspritzung, die Befüllung von Gasflaschen und spezielle petrochemische Inertisierungsprozesse entwickelt wurde und eine Fördermenge von 5,3 m³/min bei einem Förderdruck von 1,60 MPa liefert. Er zeichnet sich durch absolute Ölfreiheit, kompakte Bauweise und Optimierung für den mittelschweren Industrieeinsatz bei erhöhtem Druck aus.

Produktübersicht

Der LW-5.3/16 Stickstoffkompressor nimmt eine spezielle Nische in unserem Portfolio ölfreier Kolbenkompressoren ein und ist für Anwendungen konzipiert, die sowohl eine moderate Förderleistung als auch einen deutlich erhöhten Förderdruck erfordern. Mit einer Nennleistung von 5,3 m³/min und ein beeindruckendes 1,60 MPa EntladedruckDiese Einheit schließt die Lücke zwischen herkömmlichen Niederdruck-Stickstoffverstärkern und Ultrahochdruck-Gasfüllsystemen.

Das Besondere am LW-5.3/16 ist seine völlig ölfreier Kompressionsmechanismus Durch die Verwendung selbstschmierender PTFE-Verbundkolbenringe und Gleitringe wird jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung im Stickstoffstrom ausgeschlossen. Dadurch eignet sich das Gerät sofort für die Befüllung von hochreinem Stickstoffzylindern, die Inertisierung von pharmazeutischen Produkten und die Elektronikfertigung, wo selbst Spuren von Öl die Produktintegrität beeinträchtigen würden. Die serienmäßige Ölfreiheitszertifizierung gewährleistet... ISO 8573-1 Klasse 0-Konformität ohne dass zusätzliche nachgelagerte Aufreinigungsanlagen erforderlich sind.

Es ist zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Konfiguration ist thermodynamisch optimiert für das hohe Druckverhältnis, das zum Erreichen von 1,60 MPa erforderlich ist. Das stufenweise Kompressionsverfahren verteilt die Gesamtdrucklast auf einen Niederdruck- und einen Hochdruckzylinder. Ein Zwischenkühler führt die Kompressionswärme ab, um die Gastemperaturen in sicheren Grenzen zu halten. Dieses Wärmemanagement ist entscheidend für den Erhalt der Integrität der PTFE-Dichtungselemente unter den anspruchsvollen Bedingungen des Hochdruckbetriebs. Die kompakten Abmessungen –1947 × 1900 × 2580 mm—und ein handhabbares Gewicht von 3,97 Tonnen Dadurch eignet sich die LW-5.3/16 für Installationen, bei denen der Platz begrenzt ist.

Technische Daten – LW-5.3/16

* Alle Spezifikationen beziehen sich auf Standardreferenzbedingungen (ISO 1217, Anhang C). Die tatsächliche Leistung kann je nach Standorthöhe, Umgebungstemperatur und Einlassbedingungen variieren.

Hauptmerkmale und technische Vorteile

1. Hochdruck-Ölfreie PTFE-Dichtungstechnologie

Die LW-5.3/16 verwendet eine spezielle selbstschmierendes Kolbenring- und Führungsbandsystem Hergestellt aus Hochleistungs-PTFE-Verbundwerkstoffen, verstärkt mit Glasfasern und Bronzepartikeln. Diese Materialzusammensetzung wurde speziell für Hochdruckanwendungen entwickelt und erreicht ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung einen Reibungskoeffizienten unter 0,08. Die Ringe sind bis zu einer Temperatur von 180 °C formstabil, was für die Bewältigung der thermischen Belastungen bei einem Auslassdruck von 1,60 MPa unerlässlich ist. Für Anwender, die hochreinen Stickstoff benötigen, bietet diese Konstruktion optimale Ergebnisse. native ISO 8573-1 Klasse 0 KonformitätDadurch entfällt die Notwendigkeit teurer nachgelagerter Ölfiltrationssysteme.

2. Zweistufige Verdichtung für extreme Druckverhältnisse

Der zweistufige Kompressionsarchitektur Um den Austrittsdruck von 1,60 MPa bei typischen Einlassbedingungen von 0,05–0,10 MPa zu erreichen, ist dies unerlässlich. Durch die Aufteilung des Gesamtdruckverhältnisses zwischen einem Niederdruck- und einem Hochdruckzylinder gewährleistet die LW-5.3/16 handhabbare Austrittstemperaturen pro Stufe. Ein separater, hocheffizienter Rohrbündel-Zwischenkühler zwischen den Stufen führt die Kompressionswärme ab und hält die Gastemperaturen selbst bei maximaler Dauerlast unter 160 °C. Diese Wärmemanagementstrategie ist entscheidend für den Erhalt der PTFE-Ringintegrität unter Hochdruckbedingungen und verlängert die Lebensdauer der Ventilplatte im Vergleich zu einstufigen Konstruktionen mit vergleichbarem Druckverhältnis um ca. 35%.

3. Kompaktes Design mit robuster Konstruktion

Trotz seiner Hochdruckfähigkeit weist der LW-5.3/16 eine bemerkenswert kompakte Bauweise auf. 1947 × 1900 × 2580 mmDiese effiziente Raumausnutzung wird durch eine vertikal ausgerichtete Kurbelgehäusekonstruktion erreicht, die den Platzbedarf in Längsrichtung minimiert und gleichzeitig einen ausreichenden Wartungszugang ermöglicht. Der Hauptrahmen ist aus Gussmaterial gefertigt. GG25 Grauguss mit integrierten Kühlwasserkanälen und die zweireihige Gegenzylinderanordnung sorgt für eine natürliche Kräftekompensation erster Ordnung. 3,97 TonnenDie Einheit kann mit handelsüblichen Gabelstaplern transportiert und positioniert werden, wodurch der Einsatz spezieller Hebezeuge bei der Installation oder dem Standortwechsel entfällt.

4. Standardmäßiger 380-V-Direktantrieb für Motoren

Der LW-5.3/16 wird angetrieben von einem 55 kW, 380 V, 50 Hz Drehstrom-Induktionsmotor Das Gerät entspricht der Energieeffizienzklasse IE3 gemäß IEC 60034-1. Die standardmäßige Niederspannungskonfiguration lässt sich direkt in bestehende 380-V-Industrieverteiler integrieren, ohne dass Mittelspannungsinfrastruktur oder Abwärtstransformatoren erforderlich sind. Diese elektrische Einfachheit reduziert sowohl die Investitionskosten als auch den Aufwand bei der Inbetriebnahme und macht das LW-5.3/16 zu einer attraktiven Option für Anlagen, die von Hochdruck-Stickstoffflaschen- oder Membrantrennverfahren auf Vor-Ort-Kompression umrüsten.

Anwendungsszenarien

Hochdruck-Stickstoffflaschen-Füllstationen

Die LW-5.3/16 ist ideal geeignet für Stickstoffzylinder-Füllvorgänge Hierbei wird Hochdruckgas mit 15–20 MPa in Standard-Industrieflaschen komprimiert. Der Auslassdruck von 1,60 MPa dient als primäre Druckerhöhungsstufe und speist einen nachgeschalteten Hochdruckkompressor oder eine Druckerhöhungspumpe, die den endgültigen Fülldruck der Flasche erreicht. Die ölfreie Konstruktion ist bei der Flaschenbefüllung zwingend erforderlich, da jegliche Ölverunreinigung die Reinheit des an Endverbraucher in der Lebensmittel-, Medizin- und Elektronikindustrie gelieferten Stickstoffs beeinträchtigen würde. Die Kapazität von 5,3 m³/min ermöglicht Füllraten von 20–30 Flaschen pro Stunde und eignet sich somit für mittelgroße Abfüllanlagen, die regionale Industriegasmärkte bedienen.

Spezialisierte Hochdruckinertisierung der Petrochemie

Bei petrochemischen Prozessen mit Hochdruckreaktoren, Katalysatorregenerationssystemen und Hydrocrackanlagen wird Stickstoff bei erhöhten Drücken benötigt. Reaktorinertisierung, Katalysatorerhaltung und Notdruckentlastung. Der LW-5.3/16 Hochdruck-Stickstoffkompressor Es liefert den erforderlichen Druck von 1,60 MPa, um die Betriebsdrücke des Reaktors zu überwinden und einen positiven Inertgasstrom aufrechtzuerhalten. Die Ölfreiheitszertifizierung ist in diesen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung Edelmetallkatalysatoren vergiften, die Produktqualität mindern und in wasserstoffreichen Prozessumgebungen Sicherheitsrisiken bergen würde.

Hochdruck-Inertisierung und -Abdichtung für pharmazeutische Produkte

Pharmazeutische Produktionsanlagen benötigen hochreinen Stickstoff unter erhöhtem Druck für Reaktorabdeckung, Pulverförderung und sterile VerpackungsvorgängeDer Förderdruck der LW-5.3/16 von 1,60 MPa ist ausreichend, um pneumatische Fördersysteme anzutreiben, die pharmazeutische Wirkstoffe (APIs) zwischen Prozessbehältern transportieren, ohne Kontaminationsrisiko. Die ölfreie Konstruktion gewährleistet die Einhaltung von FDA 21 CFR 211.72 (Reinigung und Wartung von Anlagen) und EU GMP Annex 1 (Herstellung steriler Arzneimittel), da jegliche Ölkontamination Chargen für die Anwendung am Menschen ungeeignet machen würde.

Hochdruck-Prozessgasversorgung für Elektronik

Halbleiterfertigungsanlagen und Elektronikmontagewerke benötigen Stickstoff unter hohem Druck für Waferhandhabung, Spülung der CVD-Kammer (chemische Gasphasenabscheidung) und bleifreie LötvorgängeDer Druck von 1,60 MPa des LW-5.3/16 unterstützt pneumatische Hochdurchfluss-Aktuatoren und Prozessgasverteiler, die in modernen Verpackungslinien eingesetzt werden. Die Ölfreiheitszertifizierung ist in Elektronikanwendungen unerlässlich, da selbst geringste Ölspuren Lötstellenfehler, Ablösungen von Schutzlackierungen und den Totalausfall empfindlicher optischer Komponenten verursachen können.

Material & Konstruktion

Die LW-5.3/16 ist aus hochwertigen Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Eignung für Hochdruck-Stickstoff, ihrer thermischen Stabilität und ihrer langen Lebensdauer ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile sind gemäß den geltenden Normen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder den chinesischen GB 150-Standards. Jede Schweißverbindung wird einer 100%-Röntgenprüfung (RT) gemäß ASME Section V, Article 2 unterzogen, und jeder fertige Druckbehälter wird einer hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Mindesthaltezeit von 30 Minuten unterzogen.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Raumanforderungen

Der LW-5.3/16 hat ein Trockengewicht von 3,97 Tonnen und dank seiner kompakten, vertikalen Bauweise einen niedrigen Schwerpunkt. Stahlbetonplatte von 5–6 Tonnen Für einen stabilen Betrieb ist die Montage auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 8–12 Hz) ausreichend. Die zweireihige Gegenzylinderanordnung kompensiert die Massenträgheitskräfte erster Ordnung und minimiert so die Schwingungsübertragung. Erforderliche Freiräume: 1,0 m auf der antriebsseitigen Seite für die Ventilwartung, 0,8 m auf der Antriebsseite für den Motorzugang und 1,5 m nach oben für routinemäßige Wartungsarbeiten.

Kühlwasserspezifikationen

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 15 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserkreislauf versorgt die Zylindermäntel und den Zwischenkühler parallel. Zulässige Wasserqualität: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamthärte < 300 mg/l als CaCO₃, Chlorid < 50 mg/l, Schwebstoffe < 30 mg/l. Für Anlagen ohne zuverlässige kommunale Wasserversorgung wird ein kompakter, geschlossener Kühlturm mit einem 0,5 m³ großen Pufferspeicher empfohlen.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des LW-5.3/16 vereinfacht die Wartung im Vergleich zu geschmierten Alternativen erheblich. Es sind keine Ölwechsel erforderlich, keine Ölproben zu analysieren, keine Filterelemente auszutauschen und keine Separatorpatronen zu überwachen. Die einzigen Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -Zündbänder, die unter sauberen Stickstoffbedingungen typischerweise eine Lebensdauer von 4.000 bis 6.000 Stunden erreichen.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor LW-5.3/16 erfüllt die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Anforderungen:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Die LW-5.3/16 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 10,38 kW pro m³/min Die Stickstoffzufuhr erfolgt bei einem Auslassdruck von 1,60 MPa. Obwohl diese spezifische Leistung aufgrund des extremen Druckverhältnisses höher ist als bei Niederdruckmodellen, bleibt sie im Segment der ölfreien Hochdruck-Kolbenkompressoren wettbewerbsfähig. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Alternativen dieser Druckklasse verbrauchen typischerweise 11,0–12,5 kW/m³/min, und Membrankompressoren (die häufig für den ölfreien Hochdruckbetrieb eingesetzt werden) können 14 kW/m³/min überschreiten.

Über einen jährlichen Betriebszyklus von 8.000 Stunden ergibt sich durch den Effizienzvorteil des LW-5.3/16 gegenüber weniger effizienten Alternativen ein Wert von etwa 25.000–55.000 kWh Energieeinsparung pro Jahr. Bei $0,08/kWh entspricht dies einer jährlichen Stromkostenersparnis von $2.000–$4.400. Der Hauptgrund für die Wahl von LW-5.3/16 ist jedoch typischerweise die Eliminierung von ölbezogenen Verbrauchsmaterialien und nachgelagerten Reinigungsanlagen und nicht nur geringfügige Energieeinsparungen.

Der Gesamtbetriebskosten für die Hochdruck-Stickstoffkompression Der Wartungsaufwand und die Kosten für Verbrauchsmaterialien dominieren. Dank des ölfreien Designs des LW-5.3/16 entfallen Ölwechsel (300–600 £/Jahr), Filterwechsel (150–300 £/Jahr), Wechsel der Separatorpatrone (400–800 £/Jahr) und Ölanalysen (100–200 £/Jahr). Dadurch ergeben sich im Vergleich zu geschmierten Alternativen jährliche Einsparungen bei den Verbrauchsmaterialien von 950–1900 £/Jahr.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten flexible Anpassungsmöglichkeiten, um den LW-5.3/16 an spezifische Installationsbedingungen und Endbenutzeranforderungen anzupassen:

• Kufenmontierte Pakete: Vormontierter Kompressor, Motor, Kühler und Bedienfeld auf einem Stahlrahmen mit Gabelstapleraufnahmen und Hebeösen. Reduziert den Installationsaufwand vor Ort auf den elektrischen Anschluss und den Kühlwasseranschluss.
• Mobile Anhängereinheiten: Das LW-5.3/16 kann auf einem straßenzugelassenen Anhänger mit integriertem Dieselgenerator und Kühlsystem montiert werden, wodurch eine vollständig mobile Hochdruck-Stickstoffversorgungseinheit für Baustellen, die Instandhaltung von Rohrleitungen und Notfalleinsätze entsteht.
• SPS- und Fernüberwachung: Optionale Siemens LOGO! oder S7-1200 SPS mit 7-Zoll-HMI-Touchscreen, Ethernet-Anschluss und SMS-/E-Mail-Alarmbenachrichtigungen. Kompatibel mit Modbus TCP/IP für die SCADA-Integration.
• Akustische Gehäuse: Kompakte, nach IP54 zertifizierte Schallschutzkabine, die den Geräuschpegel in 1 Meter Entfernung von 84 dB(A) auf 68 dB(A) reduziert und sich für die Installation in Innenräumen in geräuschempfindlichen Umgebungen eignet.
• OEM & Private Label: Individuelle Lackierungen, Marken-Namensschilder und lokalisierte Dokumentationspakete für Gasgerätehändler und Systemintegratoren.

Kundenspezifische Konfigurationen sind erhältlich bei Mindestbestellmenge: 1 StückTechnische Angebote werden üblicherweise innerhalb von 3–5 Werktagen erstellt. Die Standardlieferzeit beträgt 10–12 Wochen; für qualifizierte Bestellungen ist eine Expresslieferung innerhalb von 8 Wochen möglich.

Fallstudie: Abfüllvorgang für pharmazeutische Zylinder

Kunde: Ein pharmazeutischer Gaslieferant in Südostasien, der sich auf medizinischen Stickstoff spezialisiert hat

Herausforderung: Der bestehende, ölgeschmierte Hochdruck-Stickstoffkompressor des Kunden (10 Jahre im Einsatz) wies während der Zylinderbefüllung einen zunehmenden Öleintrag in den Stickstoff auf. Die Ölkonzentration erreichte 1,5 mg/m³ und überschritt damit den für die Zertifizierung von medizinischem Stickstoff erforderlichen Grenzwert von 0,1 mg/m³ deutlich. Das Öl verunreinigte auch den Verteiler für die Zylinderbefüllung, sodass monatlich eine Reinigung und der Austausch von O-Ringen und Dichtungen notwendig waren.

Lösung: Wir lieferten einen LW-5.3/16 ölfreier Stickstoffkompressor Als primärer Booster speiste er eine nachgeschaltete Hochdruck-Boosterpumpe zur finalen Zylinderbefüllung. Die Einheit war auf einem speziell angefertigten Rahmen mit integriertem Zwischenkühler, Nachkühler und einer Siemens LOGO! SPS-Steuerung montiert. Ein 1 m³ großer Ausgleichsbehälter wurde vorgeschaltet, um Druckschwankungen des Membran-Stickstoffgenerators, der den Kompressor versorgte, abzufedern.

Ergebnisse nach 18 Monaten:

• Stickstoffgehalt des Öls: Reduzierung von 1,5 mg/m³ auf <0,01 mg/m³, Erreichen der ISO 8573-1 Klasse 0 und der Zertifizierung nach medizinischen Standards
• Reinigung des Zylinderfüllverteilers: Ausgeschieden, wodurch die Arbeitskosten um $8.000/Jahr gesenkt werden.
• Austausch von O-Ringen und Dichtungen: Reduziert um 90%Einsparung von $3.500/Jahr an Verbrauchsmaterialien
• Wartungsaufwand: Eine planmäßige Wartung pro Jahr im Vergleich zu vierteljährlichen Überarbeitungen
• Kundenbeschwerden: Null Seit der Inbetriebnahme übertrifft die Stickstoffreinheit die Spezifikationen durchgehend.

„Die LW-5.3/16 hat unser Geschäft mit medizinischem Stickstoff revolutioniert. Wir müssen uns keine Sorgen mehr um Ölverunreinigungen machen, und unsere Kunden haben die verbesserte Gleichmäßigkeit der Gasqualität festgestellt. Die Amortisationszeit betrug etwas über 2 Jahre.“ — Betriebsleiter, Pharmagaslieferant

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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