März 2016
| von Roger Willis, Leiter Geschäftsfeld Chemie & Papier, Netzsch
  • Standardpumpen können das Anforderungsspektrum der Druck- und Farbindustrie nicht abdecken, zumal Betreiber die meist sehr empfindlichen Medien schonend transportieren müssen.
  • Stattdessen kommen in der Branche vielfach Exzenterschnecken- und Drehkolbenpumpen zum Einsatz. Das zugrundeliegende Förderprinzip der Volumenverdrängung arbeitet nahezu pulsationsfrei und lässt sich über die Drehzahl präzise regulieren.
  • Zudem ermöglicht die Konstruktion zahlreiche Varianten, was Werkstoffe und Geometrien betrifft.

Aggressive Papiergrundstoffe sicher fördern
Generell hat die Papierbranche aber weniger mit viskosen als mit korrosiven oder aggressiven Medien zu kämpfen. Dies betrifft vor allem die verschiedenen Stoffe, die nötig sind, um aus den einfachen Zellulose-Bögen hochklassiges, beschreibbares Papier zu machen. So werden unter anderem Füllstoffe wie Kaolin oder gefälltes Calciumcarbonat (CaCO3), auch als PCC bekannt, bei der Herstellung zugegeben, um das Material zu weißen. Der bei der Produktion entstehende CaCO3-Schlamm ist mit nur 500 bis 1.000 mPas und einem Feststoffgehalt von rund 17 % eigentlich unproblematisch zu pumpen, allerdings greift die Verbindung die mediumsberührenden Komponenten stark an. Der Pumpenhersteller verbaute daher bei einem PCC-Hersteller neben Komponenten aus korrosionsbeständigem Edelstahl auch doppeltwirkende Gleitringdichtungen mit Quench-Versorgung, die einen stabilen Lauf und eine zuverlässige Abdichtung ermöglichen. Als Werkstoff der Gleitflächen dient eine robuste Wolframkar-bid-Nickel-Kombination. Damit – und mit den speziellen Fördereigenschaften von Exzenterschneckenpumpen – benötigte der Betreiber über die ersten 14.400 Betriebsstunden keinerlei Ersatzteile. Er sparte sich damit nicht nur die Kosten für neue Teile, sondern auch für Produktionsunterbrechungen und -ausfälle. Ähnlich aggressiv verhält sich auch der Stärkebrei, der zum Leimen von Papier zum Einsatz kommt. Diese Beschichtung verhindert, dass Farbe oder Tinte in den Kapillaren des eigentlich hydrophilen Materials zerläuft. Für die gewünschte Wirkung muss die Stärke jedoch aufquellen, weshalb sie bei 80 °C gefördert wird. Bereits die Hitze ist für sich genommen für viele Werkstoffe problematisch. Obendrein verkleistert Stärke jedoch auch Dichtungen, wirkt chemisch korrosiv – was durch die Wärme noch gefördert wird – und greift Dichtflächen aus herkömmlichen Materialien innerhalb weniger Monate an. Hinzu kommt, dass Pulsation und insbesondere Kavitation zu vermeiden sind, damit es möglich ist, genau zu dosieren und den Stärkebrei gleichmäßig aufzutragen.

Drehkolbenpumpen für schonende
Förderung von größeren Volumina

Eine große, hessische Papierfabrik wollte ihre alten Kreiselpumpen durch moderne Technik ersetzen. Nachdem es galt, größere Mengen von rund 80 m³/h auf engem Raum zu fördern, empfahl der Pumpenexperte hier statt einer langen Exzenterschneckenpumpe seine kompaktere Drehkolbenpumpe. Diese basiert ebenfalls auf dem Verdrängerprinzip, arbeitet aber mit zwei mehrflügligen Rotoren, die ineinandergreifen, wobei sich große Kammern ergeben. Das ermöglicht hohe Fördervolumina und beugt selbst bei klebrigen Medien wie Stärke Verstopfungen vor. Für einen möglichst schonenden und pulsationsarmen Transport kamen hier dreiflüglige Drehkolben zum Einsatz; als Werkstoff fiel die Wahl auf Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), der sowohl gegenüber den thermischen wie auch den chemischen Einflüssen der heißen Stärke sehr beständig ist. Das dazugehörige Gehäuse wurde aus demselben Grund mit Edelstahl ausgekleidet. Um ein Verkleben der Wellendichtungen zu vermeiden, wurden spezielle Gleitringdichtungen eingesetzt, die das Medium sicher abdichten. Darüber hinaus ist die Tornado-Pumpe – und auch ihr Nachfolger T2 – auf eine möglichst einfache Wartung ausgelegt. Dazu lässt sich der Pumpendeckel axial abnehmen, was freien Zugriff zum gesamten Innenraum eröffnet. Reinigungsarbeiten oder Wartungsmaßnahmen lassen sich dadurch bequem durchführen. Auch ist es möglich, die Kolben einfach und unabhängig voneinander auszubauen beziehungsweise neu einzusetzen. Die Stillstandszeiten fallen dadurch sehr kurz aus. Bei der T2 lässt sich im Bedarfsfall sogar das Synchronisationsmodul mit wenigen Handgriffen instandsetzen, da der Hersteller hier einen einfachen Riementrieb verbaute. In der Papierfabrik installierte der Betreiber insgesamt drei Pumpen der XLB-2-Baureihe für größere Mengen. Zwei davon laufen im Regelbetrieb, die dritte dient als Ersatz während der Reinigung oder Wartung der anderen Pumpen. Auf diese Weise konnte das Projekt-Team eine durchgehende Beschickung der Streichanlage realisieren, die zudem weniger Platz benötigt und mit einem höherem Wirkungsgrad läuft als die bisher eingesetzten Kreiselpumpen.

Breite Anpassungsfähigkeit
Neben den genannten Beispielen kommen Verdrängerpumpen des Herstellers auch noch in anderen Bereichen der Farb- und Papierindustrie zum Einsatz, so etwa zum Transport von Pigmentschlämmen oder Zusätzen, für Prozessflüssigkeiten oder Bindemittel. In jedem Fall ist es wichtige Voraussetzung, die Pumpe entsprechend der Anwendung zu konfigurieren. Pigmente erfordern beispielsweise besondere Vorsicht bei den Gelenken, da sich das Medium in der Abdichtung verhärten könnte. Hier sollten Anwender über einen Biegestab als Alternative nachdenken. Dagegen sind Zusätze, etwa Entschäumer, unterschiedlich chemisch reaktiv, weshalb hier unter Umständen der Stator aus Fluorkautschuk (FKM) bestehen sollte. Mit seiner Erfahrung auf dem Farb- und Papiermarkt kann der Pumpenhersteller Betreiber unterstützen, jeweils die für den Anwendungsfall passende Zusammenstellung zu finden. SpecialPumpen0316

Hier finden Sie einen Link zum Hersteller.

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