Neue Drehkolbenpumpe mit verbessertem Wirkungsgrad

Naturlatex, Wasserstoffperoxid, Additive, Viskose, Lecithin, Streichfarbe: Das sind nur einige der Fluide, die mit Drehkolbenpumpen gefördert werden. Die kompakten Verdrängerpumpen werden in nahezu allen Industrien zur Förderung der unterschiedlichsten Medien eingesetzt. Möglich wird dies durch das Baukastenprinzip, das mehrere Millionen Varianten erlaubt. So lässt sich jede Komponente der Pumpe so auswählen, dass diese perfekt für die jeweiligen Einsatzbedingungen geeignet ist.

2021 hat Börger die Drehkolbenpumpe Blueline Nova vorgestellt, die es zunächst in sechs Baugrößen mit Förderleistungen bis zu 110 m³/h geben wird. Im Zentrum steht der neu entwickelte einteilige Dius Drehkolben, der ein nahezu pulsationsfreies Fördern bei Drücken bis 12 bar erlaubt. Die breiten Dichtflächen des gewendelten Drehkolbens verhindern ein Rückströmen der Flüssigkeit. Der Drehkolben ist in verschiedenen Metall- und Elastomerausführungen verfügbar.

Um die volle Wirkung des zweiflügeligen Drehkolbens nutzen zu können, hat Börger den Pumpenraum überarbeitet. Hier wurden vor allem an der Geometrie der Ein- und Auslässe und dem Umschlingungswinkel des Gehäuses Optimierungen vorgenommen. „Wir konnten den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe deutlich verbessern. Hierfür haben wir die Förderkammer strömungstechnisch perfekt an die Drehkolbengeometrie angepasst. Drehkolben und Gehäuse sind für­einander geschaffen“, erklärt Geschäftsführerin Anne Börger-Olthoff.

Erstmals gibt es die Blueline-Pumpe in einer Clean-Ausführung komplett ohne Gehäuseschutzauskleidung. Die totraumarme Pumpe kann gemäß den Hygieneverfahren CIP (Cleaning-In-Place) und SIP (Sterilization-In-Place) gereinigt werden. Dadurch eignet sie sich insbesondere für verschmutzungssensitive Medien wie zum Beispiel zur Förderung von Farben, Lacken, Lebensmitteln, Wein und sonstigen Getränken. Für die Förderung von abrasiven, feststoffbeladenen Medien wird die Baureihe Nova tough eingesetzt. Eine radiale und axiale Gehäuseschutzauskleidung schützt bei dieser das gesamte Pumpengehäuse. Die Pumpe ist strömungstechnisch in das Pumpengehäuse integriert. Das Befestigungssystem sorgt dafür, dass die Pumpe auch in der Tough-­Variante einen hohen Wirkungsgrad hat.

Im großen Dichtungsraum der Drehkolbenpumpe finden unterschiedliche Dichtungssysteme Platz. Die Wahl des richtigen Dichtungssystems ist vor allem bei der Förderung chemisch anspruchsvoller Medien sehr wichtig. Das Unternehmen bietet eine Vielzahl eigener Dichtungssysteme in den unterschiedlichsten Ausführungen und Materialkombinationen an. Über integrierte Anschlüsse kann ein Zirkulationssystem angeschlossen werden. Die Anschlüsse werden ebenso zum Quenchen, Spülen oder zur Druckbeaufschlagung genutzt.

Sämtliche Drehkolbenpumpen des Anbieters können gemäß den europäischen Atex-Richtlinien zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gefertigt werden. Ein API-676-konformer Aufbau, eine Fertigung gemäß der FDA-Bestimmungen oder der Aufbau als technisch dichte Pumpe gemäß den deutschen TA-Luft-Anforderungen runden die vielfältigen Möglichkeiten ab.

Die Drehkolbenpumpen sind wartungsfreundlich konzipiert. Für den Zugriff auf die Verschleißteile muss lediglich der Schnellschlussdeckel abgenommen werden. Der Hersteller nennt dieses Prinzip MIP (Maintenance in Place), denn sämtliche Wartungsarbeiten können in Minutenschnelle am Standort der Pumpe ohne Demontage der Rohrleitung oder des Antriebs durchgeführt werden.

Jedes Pumpenaggregat wird individuell nach den Anforderungen des Kunden gefertigt. Dieser hat die Wahl aus 25 Pumpengrößen mit Förderleistungen bis zu 1.440 m³/h. Die Pumpen können von verschiedenen Motoren angetrieben werden. Dank der platzsparenden Bauweise eignen sich die Pumpen sehr gut für den Einsatz in beengten Platzverhältnissen. Sie werden stationär, getaucht oder mobil eingesetzt. Zum Beispiel als Handwagenpumpe.

Ein süddeutsches Chemieunternehmen hat sich auf die Herstellung von Additiven für die Nahrungsmittelindustrie, die Reinigungsmittelherstellung und die Herstellung von Farben und Lacken spezialisiert. Für die Förderung unterschiedlicher Suspensionen mit Viskositäten zwischen 100 und 80.000 mPas setzt das Unternehmen eine Handwagenpumpe Blueline Nova ein. Die Mobil­einheit kann sehr einfach zu den Einsatzplätzen geschoben werden. Selbst in den teils sehr engen Gängen des Chemieunternehmens findet das kompakte Mobilaggregat genügend Platz. Die zu fördernden Fluide haben Temperaturen zwischen 20 und 95 °C. Um die Drehzahl und damit die Fördermenge an die Beschaffenheit der unterschiedlichen Fluide anpassen zu können, wird die Pumpe über einen Frequenzumformer betrieben. Flexible Drehzahlen zwischen 80 und 370 1/min ergeben ein Förderleistungsspektrum von 2 bis 10 m³/h bei 3 bis 4 bar Differenzdruck. Die gewendelten Elastomerdrehkolben fördern die Fluide besonders pulsationsarm.

Aufgrund der abrasiven Bestandteile in den Fördermedien ist die Edelstahlpumpe in der Tough-Ausführung mit einer Edelstahl-Gehäuseschutzauskleidung ausgestattet. Im Verschleißfall wird die Gehäuseschutzauskleidung einfach ausgetauscht. Ein Variodeckel schützt die Pumpe effektiv, platzsparend und kostengünstig vor unkontrollierten Druckstößen. Der Überdruckschutz wird einfach anstelle des Schnellschlussdeckels an die Pumpe montiert. Die Reversierbarkeit bleibt bei dem rein mechanischen Verfahren vollständig erhalten.

Ein Hersteller von Chemikalien zur Veredelung von Textilien setzt die Pumpen in der Clean-Ausführung als Messkreispumpen ein. In einem chemischen Reaktor werden Rohstoffe oder Vorprodukte zusammengeführt, um dort zu reagieren. Dabei schwanken die Temperatur (20 bis 150 °C) und die Viskosität (1 bis 15.000 mPas) bei den Fördermedien sehr stark.

Die Blueline Nova fördert das Medium im Kreis. Dabei werden verschiedene Messungen (z. B. pH-Wert) am Medium vorgenommen. Zudem wird es umgewälzt. Im strömungsoptimierten Edelstahl-Pumpengehäuse fördern Edelstahl-Drehkolben die Fluide pulsationsarm. In der Pumpe entstehen je nach Beschaffenheit des Fördermediums Drücke bis 4 bar. Die Fluide enthalten zum Teil Lösemittel. Aus diesem Grund sind die Pumpen mit doppeltwirkenden Gleitringdichtungen ausgestattet. Die Sperrdruckbeaufschlagung erfolgt über ein Thermosyphonsystem. Eine Kühlschlange mit Umwälzpumpe sorgt dafür, dass die Temperatur im Dichtungssystem nicht zu hoch wird. Die Pumpe ist Atex- und TA-Luft-konform gefertigt. Diverse Temperaturfühler stellen sicher, dass die vorgeschriebene Maximaltemperatur nicht überschritten wird. Die Drehkolbenpumpen dürfen gemäß Atex-Richtlinie mit einer vergleichsweise langen Nachlaufzeit betrieben werden. Dies ermöglicht es dem Chemieunternehmen, vor einem Mediumwechsel mit der Pumpe die Leitungen leerzusaugen. Die Blueline Nova weist in der Clean-Ausführung nahezu keine Toträume auf. Dadurch ist die Reinigung bei einem Wechsel des Fördermediums sehr einfach durchzuführen.

Achema 2022, Halle 8.0 – A38