Der unbesungene Held der Flüssigkeits- und Schüttgutlieferung

Irgendwo zwischen dieser kolossalen Menge an Metall – den unzähligen Tonnen Stahl, aus denen das Bohrgerät oder die Plattform besteht, der riesigen Menge an Rohren und Rohren und der enormen Anzahl an Ventilen und Kupplungen – befindet sich ein kleines Subsystem, das aus etwa 400 besteht Pfund. aus Stahl, der eine wichtige Verbindung herstellt: ein Ladearm. Das ist die Stärke der Excel-Ladesysteme für Erstausrüster und Hersteller.

Sie müssen sich nicht auf die Erdölindustrie spezialisieren, um sich einige der Geräte vorzustellen, mit denen Öl vom Rohmaterial zu einem Endprodukt, beispielsweise Benzin, verarbeitet wird. Bohrinseln und Ölplattformen, Hochseetanker, Raffinerien, Pipelines und Tankwagen gehören zu den sichtbarsten Elementen in einem System, auf das fast jeder von uns täglich angewiesen ist – ein System, das Öl aus dem Boden pumpt, transportiert und raffiniert es und liefert es an jede der 168.000 Tankstellen in den USA

Irgendwo zwischen dieser kolossalen Menge an Metall – den unzähligen Tonnen Stahl, aus denen das Bohrgerät oder die Plattform besteht, der riesigen Menge an Rohren und Rohren und der enormen Anzahl an Ventilen und Kupplungen – befindet sich ein kleines Subsystem, das aus etwa 400 besteht Pfund. aus Stahl, der eine lebenswichtige Verbindung herstellt.

Dieses Subsystem ist ein Ladearm, ein Gerät, das die Stärke von Designer, Hersteller und OEM Excel Loading Systems, Sharonville, Ohio, darstellt.

Ein Ladearm besteht normalerweise aus zwei oder drei Rohrstücken, die in 90-Grad-Winkelstücken enden. Jedes Ende ist durch ein Drehgelenk mit dem nächsten Rohr verbunden, eine mechanische Vorrichtung, die sich um 360 Grad drehen lässt und dennoch das Medium enthält. Ein Ende der Einheit wird an einem Lagerbehälter oder einem Tank befestigt, und das andere Ende verfügt über eine Kupplung, die an einen Anschluss zum Entleeren eines Triebwagens oder Tanks angeschlossen wird. Wenn ein Eisenbahn- oder Tankwagen anhält, um seine Ladung zu entladen, schwenkt ein Depotbetreiber den Ladearm in Position, befestigt ihn an der Entladeöffnung und öffnet ein Ventil.

„Unsere drei häufigsten Anwendungen sind Triebwagen, Tankwagen und Transportbehälter“, sagte David Shull, Präsident. Etwa 90 % der Produkte des Unternehmens sind für Triebwagen und Tankwagen konzipiert. Beladesysteme für Behälter, chemische Mischbehälter mit den Maßen 48 x 48 x 48 Zoll, machen etwa 10 % des Geschäfts des Unternehmens aus. Bei den meisten Anwendungen handelt es sich um Flüssigkeiten, einige Schüttgüter werden jedoch auch mit Verladearmen gefördert.

„Standardladearme haben einen Durchmesser von 2 Zoll bis 6 Zoll“, sagte Joe Williamson, technischer Leiter. „Der konkrete Durchmesser richtet sich nach der benötigten Durchsatzleistung.“

Die Ladearme von Excel gibt es in zwei großen Varianten: mit fester Länge und mit variabler Länge. Für Schienen- und LKW-Anwendungen, bei denen die LKW-Positionierung genau und konsistent ist, ist der einfachere Typ mit fester Länge – der mit den wenigsten Komponenten und vor allem den wenigsten Biegungen – geeignet. Für Anwendungen, bei denen die Positionierung des Transportbehälters nicht stabil ist, ist die Ausführung mit variabler Länge die beste Wahl.

Zu den Rohstoffen von Excel gehören Kohlenstoffstähle, rostfreie Stähle und für den Umgang mit aggressiven Chemikalien Spezialmetalle wie Legierung 20 und Hastelloy-Metalle. Das Unternehmen kauft Rohrstücke und passende 90-Grad-Winkelstücke. Für Lebensmittelanwendungen werden Rohre gekauft, deren Innendurchmesser auf die erforderliche Glätte poliert ist, angegeben in der durchschnittlichen Rauheit (Ra).

Nach dem Ablängen mit einer Bandsäge wird die Armkomponente mit einem Ellbogen verbunden.

„Wir nutzen für unsere Anwendungen sowohl WIG-Schweißen als auch MIG-Schweißen“, sagte Williamson. „Für alle Ladearmanwendungen schweißen wir nach einer geltenden Norm, wie zum Beispiel ASME B31.3 Abschnitt VIII.“

Neben der Beladung von oben und von unten (hier wird die Beladung von unten gezeigt) gibt es Ladearme in verschiedenen Ausführungen, einschließlich fester Reichweite, variabler Reichweite, unterstütztem Ausleger, nicht unterstütztem Ausleger und mit Gegengewicht.

„Für unsere Ladearme in Lebensmittelqualität ist der letzte Fertigungsschritt das Polieren der Schweißzone“, sagte er. „Wir verwenden ein manuelles Werkzeug, das über genügend Flexibilität verfügt, um die 90-Grad-Biegung zu bewältigen und die Innendurchmesser von Rohrgrößen von 3 bis 4 Zoll zu polieren“, sagte Williamson. Das Unternehmen verwendet Rauheitsmessgeräte, um die Glätte zu bestimmen, und wenn die Schweißnaht glatt genug ist, geht der Arm zu einem Montageschritt zum Anbringen der Drehgelenke und anderer Hardware über. Dann ist es versandbereit.

Nahezu grenzenlose Vielseitigkeit. Für einige Anwendungen sind der Arm und die Optionen unkompliziert. Tankwagen entsprechen beispielsweise der Norm 1004 des American Petroleum Institute (API), die die Durchmesser der Entladevorrichtungen (die meisten betragen 4 Zoll) und das Adapterdesign, bei dem es sich um eine Kupplung handelt, die den API-Spezifikationen entspricht, vorschreibt.

In anderen Fällen ist es nicht so einfach. Natürlich möchte jeder, der flüssige Massengüter entladen muss, die Durchflussrate maximieren, was bedeutet, dass Rohre mit dem größten Durchmesser, möglichst wenig Bögen und möglichst wenig Anschlüssen und Adaptern verwendet werden. Bei den meisten Anwendungen mangelt es jedoch an Standardisierung, so dass es unmöglich ist, zu wissen, ob ein Anschlussdurchmesser mit dem Durchmesser des Ladearms übereinstimmt, und manchmal sind Adapter erforderlich. Während sie die Durchflussrate einschränken können, bieten Adapter genügend Flexibilität, um jede Entladesituation zu bewältigen.

Es sind auch viele Drehgelenkausführungen erhältlich, die für die zahlreichen Anwendungen bei der Förderung von Massenflüssigkeiten geeignet sind, z. B. Gelenke, die mit lebensmittelechten Dichtungen und Fett ausgestattet sind, oder Doppeldichtungen für ätzende Chemikalien.

„Der Ladearm kann auch über einen eingebauten Anschluss mit Sensor verfügen, damit der Inhalt nicht mit der Atmosphäre in Kontakt kommt“, sagte Williamson. Einige Chemikalien sind so reaktiv, dass sie an der Luft entzündlich oder sogar explosiv werden.

Standardfunktionen und Optionen. Die Vielseitigkeit endet nicht bei den Adaptern. Während jeder Ladearm über einige Standardfunktionen verfügen muss, stehen viele Optionen zur Verfügung, um maximalen Nutzen zu bieten:

Längenoptionen.Das Laden von unten kann eine anspruchsvolle Anwendung sein.

„Um Ladung durch den Boden eines Tankwagens zu entladen, ist eine hervorragende Positionierung erforderlich“, sagte Williamson. Wenn es darum geht, immer wieder dieselben Fahrer einzusetzen und die Fahrer ein Gespür für den richtigen Platz für den LKW bekommen, kommt die Entladestation mit einem Arm mit fester Länge aus. Wenn die Fahrer jedoch nicht regelmäßig auf dieser Strecke unterwegs sind oder die Haltestelle nicht häufig vorkommt, ist es für die Fahrer viel schwieriger, den Lkw dort zu positionieren, wo er sein soll. Ein Ladearm mit variabler Reichweite, einer mit einer zusätzlichen Rohrlänge und zwei zusätzlichen Drehgelenken, ermöglicht dem Ladearm viel mehr Freiheit bei der Positionierung.

Die längsten Rohre von Excel haben eine Länge von 14 Fuß, was die Grenze der Ladearme mit fester Länge darstellt. Die Ladearme mit variabler Länge können bis zu 26 Fuß lang sein.

Williamson schätzt, dass ein typischer 4-Zoll. Ein Ladearm wiegt 300 bis 500 Pfund. Wie schwenkt der Depotbetreiber also eine Ladeeinheit in Position und fährt sie ein, den ganzen Tag über, ohne Anstrengung ein- und auszuschalten?

Um die Ermüdung des Bedieners zu verringern, entwickelt und fertigt Excel eigene Federzylinder – natürlich eine Feder in einem rohrförmigen Gehäuse –, die das Gewicht des Arms trägt. Darüber hinaus werden pneumatisch und hydraulisch angetriebene Auswuchtsysteme angeboten.

Es geht darum, über die Herstellung funktionierender Ladearme hinauszugehen und Produkte zu entwickeln, die möglichst einfach zu bedienen sind. Die Reduzierung des Aufwands, der mit dem Entladen von 140 Milliarden Gallonen Benzin pro Jahr verbunden ist, kann vielen Depotbetreibern Verletzungen durch wiederholten Stress ersparen.