Lebensverlängernde Maßnahmen

Standzeit von Schlauchpumpen für hohe Drücke

Anlagenbau
Chemie
Pharma
Ausrüster
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

04.08.2008 Die Standzeit einer Schlauchpumpe hängt von mehreren Faktoren ab. Neben der Konstruktion der Vedränger (Rolle oder Gleitschuh) sind das Schlauchmaterial, aber auch die Anwendungsparameter wichtige Aspekte. Worauf es bei der Auswahl und Auslegung ankommt, erfahren Sie hier.

Anzeige

Eine Schlauchpumpe, auch Schlauchquetschpumpe oder Peristaltikpumpe genannt, fördert nach dem peristaltischen Prinzip. Das zu fördernde Medium wird durch einen U-förmig geführten Schlauch geleitet. Dieser Schlauch stützt sich außen im Gehäuse der Pumpe ab und wird von innen durch Gleitschuhe abgeklemmt, die an einem Rotor drehen. Bei Rotation bewegt sich die Abklemmstelle entlang des Schlauches und treibt damit das Fördermedium voran, ähnlich wie beim Ausdrücken einer Zahnpastatube.

Damit die Pumpe ansaugen kann, muss sich der Schlauch nach dem Ausdrücken wieder öffnen. Dies erfolgt durch die Elastizität der Schlauchwandung. Hierfür muss der Schlauch dickwandig ausgeführt werden, um ein hohes Saugvermögen zu erreichen. In den neuen Schlauchpumpen der schwedischen Firma Tapflo kommen Schläuche zum Einsatz, die bis 16 bar Förderdruck geeignet sind und über bis zu sechs Textileinlagen verfügen. Die Baureihe umfasst Baugrößen von DN 10 bis DN 125 mit Gehäusen aus Stahlguss.

Gleitschuh oder Rolle?

Bei vielen Schlauchpumpen werden zum Abklemmen des Schlauches Rollen eingesetzt. Dieses Verfahren hat sich im unteren Druckbereich bewährt, zumal keine Schmierung zwischen Schlauch und Druckkörper erforderlich ist. Im höheren Druckbereich ab ca. 3 bar jedoch drehen sich die Rollen nicht mehr mit und die Geometrie verändert sich zum Negativen, da der Winkel an der Abklemmstelle zu steil wird. Hier haben sich die Gleitschuhe bewährt, die ein sanftes Abklemmen des Schlauches ermöglichen und so die Standzeit erheblich verlängern.

Um den Schlauch zu schonen, laufen die Gleitschuhe in einem Bad aus Schmiermittel. Je nach Anwendung können hier verschiedene Ölsorten oder Glyzerin eingesetzt werden. Diese für hohe Drücke konzipierten Schlauchpumpen sind standardmäßig mit Gleitschuhen gefertigt, die in einem Glyzerinbad laufen. Die Wellendurchführung vom Pumpengehäuse zu dem Getriebemotor ist im Gegensatz zu vielen anderen Fabrikaten abgedichtet, so dass im Falle eines Schlauchdefektes kein Medium in den Getriebemotor gelangen kann.
Das primäre produktberührte Bauteil ist der Schlauch selbst. Daneben sind nur noch die Anschlüsse für die Pumpe zu beachten. Diese Anschlüsse sind in vielen Werkstoffvarianten ausführbar, als Standard wird PP und Edelstahl 1.4571 geliefert. Die Schläuche bestehen aus NR (Naturgummi), NBR oder EPDM. Wenn möglich, sollte stets der NR-Schlauch gewählt werden. Naturgummi hat durch die wenigen Beimischungen und Modifikationen die mit Abstand besten mechanischen Eigenschaften. Selbst bei einem „bedingt beständigen“ NR kann es dennoch sinnvoll sein, diesen Schlauch einzusetzen, da die mechanischen Vorteile gegenüber einem „gut beständigen“ EPDM überwiegen.
Schlauchpumpen pulsieren bauartbedingt sehr stark. Wenn der Gleitschuh auf der Druckseite den Schlauch verlässt, öffnet er eine Kammer, die dem Volumen des gequetschten Schlauchstückes entspricht. In diese Kammer kann das Fördergut zurückströmen und im hohen Druckbereich einen Druckstoß erzeugen. Durch den Einsatz von Pulsationsdämpfern kann dem begegnet werden.
Die Lebensdauer des Schlauches liegt je nach Anwendung zwischen 500 und 5000 Betriebsstunden. Der Anpressdruck des Gleitschuhs auf den Schlauch hat einen direkten Einfluss auf dessen Lebensdauer. Je höher z.B. der Gegendruck ist, desto stärker muss der Schlauch gequetscht werden um Rückströmungen zu verhindern. Auch eine erhöhte Temperatur verkürzt die Lebensdauer des Schlauches. Wie oben bereits beschrieben sind die Standzeiten der verschiedenen Gummisorten ebenfalls ausschlaggebend.

Drehzahl ist von entscheidender Bedeutung

Der primäre Faktor ist jedoch die Drehzahl, da die Anzahl der Quetschungen automatisch die Lebensdauer vorgibt. Je schneller der Rotor dreht, desto größer ist die Förderleistung. Bei hohen Drehzahlen wird der Schlauch jedoch stärker beansprucht, zumal die Quetschung pro Zeit höher ist. Wenn Pumpen ständig laufen, muss die Drehzahl gesenkt werden, um die Standzeit zu erhöhen. Dies erfordert größere Pumpen und somit höhere Investitionskosten. Um die Pumpe optimal auslegen zu können, muss der Anwender möglichst genau angeben, wie oft und wie lange die Pumpe in Betrieb sein wird. Wenn hier verlässliche Zahlen vorliegen, kann über die zu erwartende Standzeit des Schlauches eine Aussage getroffen werden. Dann obliegt es dem Anwender zu entscheiden, ob eine preiswerte Pumpe mit häufigerem Schlauchwechsel oder eine teure Pumpe mit hoher Schlauchlebensdauer eingesetzt werden soll. Der überwiegende Teil der Pumpen wird mit Frequenzumformern zur Drehzahlregelung betrieben. Hier kann eventuell auch auf eine schonende niedrige Drehzahl gewechselt werden, wenn der Prozess dies zulässt.

Fazit: Um eine möglichst hohe Standzeit zu erreichen, kommt es einerseits auf die Eigenschaften einer Schlauchpumpe an, auf der anderen Seite ist die Qualität der Beratung des Anwenders durch den Pumpenanbieter von entscheidender Bedeutung.

Heftausgabe: August 2008

Über den Autor

Michael Steinle , Steinle Industriepumpen
Loader-Icon