CT-Produktfokus Dosierpumpen und -systeme

Rowasol hat sein Dosiersystem-Portfolio Rowametric für Flüssigfarben um eine gravimetrisch arbeitende Zahnradpumpe des Herstellers Micro Interface Design erweitert. Zahnradpumpen können trotz kompakter Bauweise hohe Drücke aufbauen. So lässt sich auch mit diesem System ein Druck bis 100 bar aufbauen und durch einen optionalen Drucksensor am Pumpenaustritt überwachen. Die Pumpe arbeitet auf der Grundlage eines proprietären gravimetrischen Regelalgorithmus des Herstellers, der die Regelparameter auf der Grundlage der Masse, der aus dem Behälter austretenden Farbe, anpasst. Auf diese Weise wird eine deutlich höhere Präzision als mit bisherigen Systemen erzielt und der Ausschuss minimiert. Zugleich wird durch die Wägezelle, die für eine Masse bis 50 kg ausgelegt ist, auch der Füllstand der Farbe überwacht, was mittels optional erhältlicher Alarmmeldeampel visualisiert oder als Signal an einen Leitrechner übertragen werden kann.
Das Dosier- und Pumpensystem kann mit drei verschieden großen Pumpenköpfen mit weiter Spreizung für Durchsätze von 0,0018 bis 63 l/h ausgestattet werden, die für noch schnellere Farbwechsel und Wartungsarbeiten mit wenigen Handgriffen ohne Werkzeug austauschbar sind. Für einen kontinuierlichen Produktionsprozess kann temporär manuell oder automatisch auf den volumetrischen Betrieb gewechselt und mittels Transferpumpe aus einem größeren Vorlagebehälter nachgefüllt werden. Auch der Wechsel des Gebindes ist mittels Schnellverschlusskupplungen „on the fly“ möglich. Dabei dient das Schlauchstück zwischen Gebinde und dem Eingang der Pumpe als Farbpuffer.

Die 2VMP22-3D von Viscotec erleichtert das Dosieren von einkomponentigen Fluiden und Pasten in größeren Mengen. Entscheidend im Vergleich zu bestehenden Dosierpumpen der VMP-Reihe des Herstellers, ist die größere Dosierleistung von 5 l/min bei gleicher Baugröße. Die Statoren sind in verschiedenen Elastomeren erhältlich, die passend zur jeweiligen Anwendung gewählt werden können. Damit ist die Dosiperpumpe beispielsweise auch für Anwendungen mit besonders abrasiven Materialien oder chemisch aggressiven Materialien geeignet.
Ein teilbarer Rotorstrang vereinfacht die Demontage von Lager und Dichtungen. Das bedeutet: Im Falle des Verschleißes von Antriebswelle oder Dichtungen muss nicht mehr der gesamte Rotorstrang ausgetauscht werden, sondern lediglich die Antriebswellen-Baugruppe. Der Rest wird weiterverwendet. Damit können Kunden, bei denen die Hauptverschleißteile Dichtungen und Antriebswelle sind, nach Herstellerangaben ca. 50 % an Kosten vermeiden.
Die Pumpe lässt sich in Fassentnahmen oder Material-Aufbereitungsanlagen integrieren – speziell für Gebinde von 20 bis 200 l. Dafür waren bisher sehr große und schwere System notwendig. Sie eignet sich aber genauso für verschiedene Dosieranwendungen als eigenständige Dosierpumpe für einkomponentige Materialien.

Der Dosieranlagenhersteller Alltech hat an ein Unternehmen der Öl- und Gasindustrie im Nordosten Englands Dosiersysteme für Chemikalien zur Behandlung von Regenerationswasser geliefert. Daraus soll Reinstwasser/Deionat erzeugt werden. In dem Projekt wird zum einen eine 46-prozentige Natronlauge dosiert, die in der Regeneration der Ionentauscher eingesetzt wird und zum anderen wird Natronlauge auch dem Abwasser zudosiert für die pH-Wert-Korrektur. Des Weiteren wird eine 96-prozentige Schwefelsäure bei der Regeneration der Ionentauscher zudosiert und diese auch für die Abwasserneutralisation verwendet. Da bei diesen Prozessen ein großer Leistungsbereich abgedeckt werden muss, sind Dosierpumpen notwendig, die möglichst linear und von 0 bis 100 % verstellbar sind. Dadurch können die Pumpenleistungen optimal an die Prozessparameter angepasst werden.

Die Regenerationswasser-Säure-Lösung, wie auch die Regenerationswasser-Lauge-Lösung wird dem Ionentauscher, dem Mischbettfilter und der Neutralisationsanlage zugeführt. Bei diesem Projekt werden je zwei Dosierstationen für die Säuredosierung und zwei Stationen für die Laugendosierung eingesetzt. Die Dosiersta­tionen sind in einen chemikalienbeständigen Schutzschrank aus PE100 eingebaut. Die Schutzschränke mit transparenten Schiebetüren dienen dem Spritzschutz und ermöglichen jederzeit freie Sicht auf die Dosierstationen. Im Falle einer Leckage verhindern die in den Schutzschrank integrierten Wannen den Austritt von Chemikalien in die Produktionsumwelt.
Die Dosierstationen sind mit den robusten Kolbenmembran-Dosierpumpen FKM ausgerüstet. Die erforderliche Dosierleistungen sind frei wählbar und entsprechen den verfahrenstechnischen Anforderungen. Die Regelung der Pumpenleistung erfolgt bei diesem Projekt über das Hublängen-Positionierungssystem Servoset. Alternativ kann auch die Kolbenmembran-Dosierpumpe FKMI mit intelligenter Steuerung iReg eingesetzt werden. Diese überwacht und steuert sich selbst.

In der Spektroskopie und Forschung eingesetzte Spritzenpumpen müssen bei Langzeitanwendungen manuell ausgewechselt werden. Die Doppelspritzenpumpe von Spetec beseitigt diesen Nachteil. Eine einfache Spindel mit versetzter Kraftübertragung zu den Spritzendrückern, die von einem Schrittmotor angetrieben wird, ermöglicht den gleichzeitigen Antrieb von zwei getrennten Spritzen. Während die erste Spritze entleert wird, kann in der Zwischenzeit die zweite Spritze vollständig aufgefüllt werden. Ohne ständig Spritzen manuell auswechseln zu müssen, können so auch große Fördervolumina pulsationsfrei über lange Zeiträume konstant gefördert werden. Eine Schnellspannvorrichtung erleichtert einen schnellen Austausch beider Spritzen.

Es können fertig konfektionierte Spritzen (aus Polypropylen – PP) mit 5 ml, 20 ml und 50 ml eingesetzt werden, der Halter der einzelnen Spritzen erlaubt aber auch die Verwendung von maßgeschneiderten Spritzen mit einem Außendurchmesser von 9 bis 34 mm. Bei jeder Spritze können die Flussraten über einen Bereich von 6 Größenordnungen mittels mitgelieferter Software (alternativ direkt mit der Lab View Software) variiert werden. So können Flussraten, je nach Spritzenvolumen, von 0,03 nL/s bis zu 760 µL/s einfach vorgegeben werden. Über die Steuerungssoftware können mehrere Doppelspritzenmodule (bis zu 6 in einer Kombibank) einzeln angesteuert werden.
Es lassen sich alle Variablen der Doppelspritzenpumpe von einer Einzelinjektion bis zu einer kontinuierlichen Förderung einzeln programmieren, sodass je nach Wahl der Spritze ein sehr großer Einsatzbereich abgedeckt werden kann.

Beim Dosieren von Flüssigkeiten beeinflussen vor allem Gasblasen den Förderprozess negativ oder blockieren diesen gar vollständig. Herkömmliche Möglichkeiten, dies zu vermeiden, führen oft zu Dosierungenauigkeiten. Mit automatischen Funktionen lassen sich Gas­einschlüsse im Dosierkopf inzwischen erkennen, wodurch neue Lösungen möglich werden.
Voraussetzung für eine intelligente, automatische Entlüftung ist eine zuverlässige Luftblasenerkennung. Bei den Magnetmembrandosierpumpen Gamma/ X und XL von Prominent wird dazu der geregelte Magnetantrieb genutzt. Die Stromaufnahme der Magnetspule gibt Aufschluss über den Druck im Dosierkopf. In Kombination mit der Position der Membran kann zu jedem Zeitpunkt des Druck- und Saughubes ein direkter Rückschluss auf das Dosierverhalten gezogen werden. Durch Abgleich von Soll-Werten mit den gemessenen Ist-Werten können auftretende Probleme wie Kavitation zum Beispiel bei höher viskosen Medien, Über- oder Unterdruck in der Systemleitung oder auch Luftblasen präzise erkannt und selektiv ausgegeben werden. Weil Gase im Gegensatz zu Flüssigkeiten komprimierbar sind, werden diese im Dosierraum zuerst komprimiert. Dadurch steigt der Druck im Dosierkopf langsamer an und das druckseitige Rückschlagventil öffnet später. Am verlangsamten Druckanstieg lassen sich also Luft- und Gasblasen qualitativ und quantitativ detektieren.

Eine Kernaufgabe in Produktions- und Hilfskreisläufen der Prozessindustrie ist das Dosieren: Sind der Produktion und der Wasseraufbereitung Zusatz- oder Hilfsstoffe zuzufügen, ist präzises Dosieren eine Voraussetzung für Ökonomie und Ökologie. Zusammen mit bewährter Technik, wie der Dosierpumpen-Baureihe Smart Digital DDA mit Schrittmotorantrieb, bietet der Pumpenhersteller Grundfos zu diesem Zweck die App Chempairing Suite als Remote-Access-Tool. An der Dosierpumpe lässt sich optional einstellen, ob nur Daten aus der Pumpe gelesen oder auch die Pumpe über die Cloud fernbedient werden soll.
Über die in der Grundfos-Cloud hinterlegte Chemikaliendatenbank lässt sich das jeweilige Bruttovolumen des Gebindes abrufen und wird als „Guthaben“ in die App übertragen. Aufgrund der realen Dosiermengenmessung per Dosierpumpe kann so die zugegebene Chemikalienmenge vom „Guthaben“ subtrahiert und als Ganglinie angezeigt werden. Diese kostengünstige, unkomplizierte und permanente Ermittlung des Gebindefüllstands eignet sich besonders für den Einsatz von Einweggebinden. Mit den Trenddaten über den Chemikalienverbrauch kann der Händler die Gebindegröße und damit die Servicekosten für seinen Kunden optimieren.