Pneumatische Doppelmembranpumpen können einen hohen Wirkungsgrad erreichen.

Pneumatische Doppelmembranpumpen können einen hohen Wirkungsgrad erreichen. (Bild: Timmer)

  • Pumpen sollen möglichst prozesssicher arbeiten, einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, eine geringe Pulsation haben sowie bei Betriebsparametern leicht zu überwachen sein.
  • Die vorgestellten Doppelmembranpumpen erfüllen diese Bedingungen und sind zusätzlich auf Energieeffizienz und Nachhaltigkeit ausgelegt.
  • Der Anbieter begegnet damit dem steigenden Bedarf der Anwender nach emissionsarmen Lösungen.

Der ökologische Fußabdruck und der sparsame Umgang mit Ressourcen spielen in der Industrie eine entscheidende Rolle. Dabei gewinnt das Thema Energieeffizienz zunehmend an Bedeutung. „Wir können in der Regel den Energieeinsatz im Vergleich zu üblichen Lösungen um die Hälfte reduzieren“, erklärt Frederic Engels, Verkaufsleiter beim Pumpenanbieter Timmer, im Hinblick auf die druckluftbetriebenen Pumpen des Unternehmens. Die Zahlen stammen dabei nicht aus den Berechnungen theoretischer Werte, sondern aus Vergleichsmessungen bei konkreten Prozessen vor Ort. Der Vergleich im Live-Prozess sei deshalb so wichtig, weil es keine pauschale Aussage zu den Einsparpotenzialen von Pumpen geben könne, so Engels. Denn: „Es hängt von verschiedenen Parametern ab.“ Dazu gehören unter anderem die Fördermenge, der Gegendruck, die Viskosität der geförderten Medien und der Druck, mit dem die Pumpe betrieben wird.

Neue Ausgangslage durch politische Veränderungen

Doch warum hat sich die Ausgangslage in vielen Unternehmen verändert? „Bislang waren die Hauptanforderungen an Doppelmembranpumpen Prozesssicherheit, Langlebigkeit sowie eine geringe Pulsation“, sagt Engels. Diese Parameter sind weiterhin von Bedeutung, die Anforderungen jedoch vielfältiger. Neue Aspekte sind das Energiemanagement und das Thema Nachhaltigkeit. „Die Unternehmen denken um“, hat auch Timmer-Produktmanager Stefan Anstöter festgestellt. Mit ein Grund dafür sei, dass die Politik die Energieeffizienz in der Wirtschaft und Industrie sowohl durch entsprechende Mittelvergaben fördert als auch fordert – unter anderem deshalb, um die ambitionierten, gesetzlich vorgeschriebenen CO2-Ziele einhalten zu können. Nicht nur deshalb ist das Interesse an den Pumpen des Herstellers gestiegen.

Wenn es um das Fördern von Medien geht, setzen manche Anwender als Alternative zu pneumatischen Doppelmembranpumpen auf elektrische Pumpen. „Ein direkter Effizienzvergleich dieser Systeme ist allerdings nicht pauschal möglich“, erklärt Anstöter. Eine große Rolle dabei spielen die Rahmenbedingungen. „Bei der Förderung geringer Mengen bei gleichzeitig hohem Druck von bis zu 6 bar weist die pneumatische Doppelmembranpumpe beispielsweise einen deutlich höheren Wirkungsgrad auf als eine herkömmliche Kreiselpumpe“, so der Produktspezialist. Grundsätzlich ist eine Pumpe daher auf das zu fördernde Medium abzustimmen: Für leichtfließende Medien wie Wasser empfehlen sich Strömungsmaschinen, die in der Regel elektrisch angetrieben sind. Bei zähfließenden Medien wie Pasten oder Farben und Lacken werden dagegen am besten druckluftbetriebene Verdrängerpumpen eingesetzt. Hierunter fallen auch die pneumatischen Doppelmembranpumpen. Letztere sind außerdem sehr vielfältig hinsichtlich ihrer Einsatzgebiete. Aus diesem Grund werden diese Pumpen unter anderem in der Chemie, Pharmazie und von Produzenten von Farben und Lacken gerne genutzt.

Ein elementar wichtiger Grund für diese Branchen ist dabei die Sicherheit: Der Antrieb der druckluftbetriebenen Pumpe bietet im Gegensatz zu elektrisch angetriebenen eine kostengünstige, wartungs- und fehlerarme inhärente Sicherheit im Explosions- und Brandschutz sowie Produktionsprozess. Zudem entfällt die Notwendigkeit für speziell qualifiziertes Personal, das kostenintensive Aspekte wie die Planung, die Montage und den Betrieb der Pumpe unter Sicherheitsaspekten übernimmt und überwacht.

Energieeffizienz durch Geometrie

Doch wie erreicht der Pumpenhersteller mit seinen pneumatischen Doppelmembranpumpen eine bessere Energieeffizienz gegenüber Wettbewerbspumpen? „Ein möglichst effizientes Pneumatikventil sowie die besonders gestaltete Geometrie der Pumpe sind entscheidend“, erklärt Produktmanager Anstöter. Dabei haben die Timmer-Pumpen – anders als herkömmliche Doppelmembranpumpen – kein zylindrisches Steuerventil mit mehreren O-Ringen. Denn: Diese Bauart hemmt die Bewegungen des gesamten Pneumatikventils. Die O-Ring-Problematik hat der Entwickler daher durch die Entwicklung und den Einsatz eines keramischen Schieberventils umgangen. Der Anbieter setzt bei diesem Ventil auf hochverschleißfeste Kunststoffe und Keramik, denn diese äußerst verschleißarme Verbindung ermöglicht ein exaktes, sauberes und dadurch effizientes Schaltverhalten.

Was ebenfalls zur Effizienz der in Deutschland gefertigten Pumpen beiträgt: Die beiden Membranen sind auf eine geringe Auslenkung eingestellt und machen somit nur minimale Walkbewegungen. „Bei vielen anderen Konstruktionen muss die Membran bei jedem Hub weitere Wege zurücklegen“, erklärt der Produktmanager. Dieses permanente „Umkrempeln“ in die eine oder andere Richtung sorgt für Stress im Membranwerkstoff. Timmer vermeidet dies durch das bei seinen Pumpen verwendete Kurzhubprinzip. Durch die geringere Hubstrecke bei verdoppelter Hubanzahl wird das Material bedeutend weniger beansprucht. Anstöter dazu: „Dadurch haben wir sehr lange Membranstandzeiten – um einen Faktor von bis zu viermal mehr gegenüber herkömmlichen Systemen.“

Die besondere Geometrie der Pumpen mit geringer Auslenkung der Membranen
Die besondere Geometrie der Pumpen mit geringer Auslenkung der Membranen ... (Bild: Timmer)
Pumpe
... senkt den Druckluftbedarf und damit auch die Betriebskosten. (Bild: Timmer)

Nachhaltigkeit als Mehrwert

Sichere und effiziente Prozesse aufgrund der besonderen Geometrie der Pumpen sparen dabei auch Druckluft ein – und damit viel Energie und Geld. Denn: „Durch das besondere Ventil und dessen frühe Umschaltzeit sowie den Aufbau der Pumpe haben Anwender die Möglichkeit, Druckluft einzusparen“, erklärt Frederic Engels. Wie groß die Ersparnis sein kann, zeigt das Unternehmen seinen Kunden mit einem Vor-Ort-Test. Vergleiche bei Anwendern zeigen, dass diese Pumpen einen bis zu 50 % geringeren Druckluftverbrauch aufweisen und damit deutlich ressourcenschonender als herkömmliche Pumpen sind. Das entspricht bei einer 1/2-Zoll-Pumpe einer Einsparung in Höhe von bis zu 600 Euro pro Jahr. Setzt man voraus, dass ein mittelgroßer Betrieb oftmals Dutzende Pumpen einsetzt, steigt das Einsparpotenzial entsprechend mit der Anzahl an eingesetzten Pumpen und der Dauer des Einsatzes. Ressourcen sparen heißt Ausgaben reduzieren: Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit müssen sich daher nicht ausschließen – im Gegenteil.

Bei Pumpen kommt es darauf an, dass sie prozesssicher arbeiten, einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, eine geringe Pulsation haben und dass die Prozessparamater überwachbar sind, fasst Verkausleiter Engels zusammen. Die vorgestellten Pumpen sind zusätzlich energieeffizient und nachhaltig. „Darauf haben wir uns spezialisiert“, erklärt Engels, warum man sich dieses Themas angenommen hat und damit nun auf dem sich verändernden Markt punkten kann: Eine bewährte Technik wurde nachhaltig gedacht.

 

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