CT-Produktfokus Dosierpumpen: Neuheiten und Trends

Die Dosis genau im Blick

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17.11.2010 Die exakte Dosierung von Chemikalien und Einsatzstoffen hat nicht nur in der Chemie seit Langem einen entscheidenden Einfluss auf die Produktqualität und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses. Und so haben zahlreiche Dosierpumpenanbieter die Ifat in München zum Anlass genommen, Neuheiten vorzustellen. Die wesentlichen Trends: elektronische Durchflussmessung zur Dokumentation und Einsatz neuer Werkstoffe im Pumpenbau.

Der Digitalisierung des Dosiervorgangs (Hub oder kein Hub) folgt nun die Digitalisierung der Ansteuer- und Überwachungsfunktionen: Gleich drei Hersteller haben sich – quasi zeitgleich – einem seit Langem bestehenden Wunsch der Pumpenanwender angenommen: die Überwachung des Durchflusses durch separate Messung. Eigentlich ein Anachronismus, denn bei Membranpumpen ist das pro Hub verdrängte Volumen aufgrund der konstanten Geometrie des Pumpenkopfes eigentlich präzise definiert. Nicht umsonst heißt die Membrandosierpumpe im angelsächsischen Sprachraum „Metering Pump“. Doch wie lässt sich erkennen, dass nicht nur Luft, sondern tatsächlich Medium gefördert wurde? Und können auch Luftblasen sicher ausgeschlossen werden?

Gleich drei neue Lösungen für die Durchfluss-Dokumentation

Gerade in regulierten Industrien wie der Pharmabranche ist der Wunsch nach einer lückenlosen Dokumentation – beispielsweise von Desinfektionsprozessen – stark. Die Crux bislang: Zusätzliche Durchflussmessgeräte galten als zu teuer: Kostet das Gerät für die Kontrollmessung genauso viel wie die Pumpe selbst, wird die Lösung für den Anwender uninteressant. Mit Grundfos, Prominent und Iwaki haben sich gleich drei Dosierpumpenhersteller dem Problem angenommen: Bei Grundfos heißt die Funktion „Flowcontrol“ und wird im High-End-Modell DDA der neue Dosierpumpenplattform für Smart Digital Dosierpumpen angeboten. Neben einem Einstellbereich bis 1:3000 bietet die Pumpe Funktionen wie Drucküberwachung, automatische Durchflussanpassung (Autoflow Adapt) und integrierte Volumenstrommessung. Dazu kommen zusätzliche Betriebsarten wie zum Beispiel Wochen-Dosiertimer und neue Funtkionen wie Auto-Entlüftung.

Einen anderen Weg beschreitet Prominent. Die Durchflussüberwachung ist hier nicht Bestandteil der Pumpe selbst, sondern kann über das neue Durchflussmessgerät Dulcoflow auch an bestehenden Pumpen nachgerüstet werden. Der Hersteller setzt dabei ein Ultraschall-Durchflussmessgerät ein, das nach dem Prinzip der Laufzeitmessung arbeitet. Die Funktion ohne bewegliche Teile sorgt für eine lange Standzeit sowie verschleißfreien Betrieb. Der Messbereich liegt zwischen 0,1 und 30 Liter pro Stunde. Abhängig vom Messbereich beträgt die Genauigkeit im kalibrierten Betrieb laut Hersteller <2 %. Die Messung soll zudem unabhänging von den prinzipbedingten Pulsationen der Dosierpumpen arbeiten. Bedient wird das Gerät über ein zweizeiliges Display, zwei Status-Leuchtdioden und vier Folientasten. Neben der Durchflussmenge kann die aktuelle Hubzahl einer angeschlossenen Dosierpumpe angezeigt werden.

Bei Iwaki wird die Durchflussüberwachung mit einem magneitisch-induktiv arbeitenden Durchflussmesser (EFS-Sensor) aus PVDF realisiert, der auf der Druckseite an den Pumpenkopf angeschraubt wird. Die Rückmeldung und Steuerung funktioniert in Kombination mit den elektronischen Membrandosierpumpen EWN-Y (2,3 bis 6 l/h), die der Hersteller im September auf der Ifat in München vorgestellt hat. Laut Hersteller funktioniert die Messung auch ohne Pulsationsdämpfer mit einer Genauigkeit von 5 % des Einstellbereichs. Prinzipbedingt können magnetisch-induktiv arbeitende Sensoren allerdings nur leitfähige Medien erfassen. Der Anschluss erfolgt ohne Kalibrierung direkt an der Pumpe. Die Pumpe kann so im Automatikmodus selbstüberwachend betrieben werden, wobei die eingestellte Durchflussmenge selbsttätig überwacht wird. Basierend auf den Daten des Durchflusssensors hebt oder senkt die Pumpe ihre Hubzahl bei Änderungen der Temperatur, Viskosität oder des Druckes an Saug- oder Druckseite, wodurch das Fördervolumen konstant gehalten wird.

Neue Getriebekonstruktion sorgt für hohe Dosiergenauigkeit

In einem anderen Leistungsbereich arbeiten die neuen Kolbenmembranpumpen der Baureihen R510.1 und R511.1 von Sera. Die 510.1 fördert zwischen 65 und 1300 l/h bei Drücken bis 200 bar, der Förderbereich der 511.1 liegt zwischen 100 und 1900 l/h bei Drücken bis 220 bar. Die Pumpen kommen beispielsweise in der Petrochemie, aber auch in Pharma- und Lebensmittelprozessen zum Einsatz. In den Pumpen kommen neue Hubgetriebe zum Einsatz, die als Verstellexzentergetriebe konzipiert wurden. Dieses ermöglicht eine lineare und genaue Hublängeneinstellung und damit eine sehr genaue Dosierung bei großen Förderleistungen und hohen Drücken. Außerdem sorgt ein harmonischer Bewegungsablauf auch bei Teilhubbetrieb für deutlich geringere Pulsation als andere Dosierpumpen. Das sorgt für weniger Verschleiß und einen geringeren Aufwand für die Pulsationsdämpfung. Die Pumpen laufen dadurch geräuscharm.

Eine Mehrlagenmembran mit Membranbrucherkennung sowie die Trennung des Hydraulikteils von der Antriebsbaugruppe sorgen für Sicherheit. Ein Ausgleichsventil im Hydraulikraum begrenzt den Überdruck im Arbeitsraum der Pumpe.

Je nach Dosieraufgabe müssen die eingesetzten Dosiersysteme maßgeschneidert aufgebaut werden. Um die Kosten für solche Lösungen zu senken, hat Sera ein neues standardisiertes Dosiersystem (Compact Vertical Dosing System, CVD) entwickelt. In der Grundausführung besteht die Lösung aus einer Membran-Dosierpumpe des Herstellers, die auf den Anwendungsfall abgestimmt ist, Zweiwege-Kugelhähnen auf der Druckseite für Absperren und Entleeren, einem Membran-Überströmventil, einer Wandmontageplatte aus PP, der Verrohrung der Druckseite (PVC-U, PP oder PVDF) und Dichtungen aus EPDM oder FPM. Zusätzlich kann die Lösung durch standardisiertes Zubehör wie Pulsationsdämfper oder Klemmenkästen sowie Sicherheitsbauteilen wie Tropfwannen, Leckagesonden etc. ergänzt werden. Durch definierte Schnittstellen wird der Installationsaufwand – auch bei Umbaumaßnahmen – reduziert.

Aggressive Flüssigkeiten sicher dosieren und fördern

Der Pumpenhersteller Ernst Scherzinger hat eine neue Dosierpumpengeneration vorgestellt, mit der aggressive und toxische Medien sicher gefördert werden können. Die neuen Dosierpumpen Typ 2030, 3030 und 4030 zeichnen sich durch hohe Standzeiten und niedrige Life-Cycle-Kosten aus. Über das breite Anwendungsspektrum – beispielsweise in Biodieselanlagen – hinaus fördern die Pumpen Medien mit einem weiten Viskositätsbereich. Der Pumpenkopf ist wartungsfreundlich und kann einfach ausgetauscht werden. Die Konstruktion und die eingesetzten Werkstoffe ermöglichen Systemdrücke bis 100 bar mit Differenzdrücken bis 40 bar.

Mit der Dosier-Membranpumpe Ecosmart hat Lewa jüngst eine kostengünstige Dosierlösung für mittlere Anforderungen bei kleinem Investitions-Budget entwickelt. Die Pumpe zeichnet sich durch ein günstiges Preis-/Leistungsverhältnis im Bereich bis 80 bar (120°C, 300l/h) aus und dosiert aufgrund des Stellexzenter-Antriebs zuverlässig, reproduzierbar und präzise. Verschiedene Hubfrequenzen der Triebwerke ermöglichen das Anpassen an verschiedene Fluide und Prozessanforderungen. Die hermetisch dichte Membranpumpe ist kompakt und verfügt über eine PTFE-Sandwich-Membran mit Membranüberwachung, ein Membranschutzsystem (DPS) und strömungsgünstige Arbeitsventile. Die Pumpe erfüllt die Anforderungen der API 675. Vier Baugrößen decken Förderleistungen bis 300 l/h ab.

Mini-Exzenterschneckenpumpe komplett aus Kunststoff

Für den Einsatz in der Chemie und Abwasserindustrie hat Netzsch sein Programm an Exzenterschneckenpumpen durch die Minidosierpumpe Nemo C.Pro ergänzt. Durch die durchgängige Verwendung von Kunststoffen kann die Pumpe einen breiten Einsatzbereich für Fördermengen von 0,5 bis 1000 l/h und Drücken bis 20 bar abdecken. Die sechs Bauteile (Rotor, iFD-Stator, Statorgehäuse mit Druckstutzen, Pumpengehäuse, Dichtung sowie Antriebseinheit der Pumpe bestehen aus aus chemisch und thermisch beständigem Duroplast und PVDF. Der modulare Aufbau sorgt für günstige Wartungseigenschaften. Dazu kommt, dass alle Varianten der Kunststoffpumpe die gleichen Abmessungen und damit Einbaumaße besitzen. Die Pumpe wird für Medien mit niedriger bis mittlerer Viskosität (bis 20000 mPas) eingesetzt. Eine Besonderheit stellt dabei der iFD-Stator dar. Dabei sind die Komponenten Elastomerstator und Statorgehäuse getrennt voneinander eingesetzt. Dadurch werden Anlauf- und Betriebsmomente reduziert und die Wirkungsgrade verbessert, wodurch kleinere Antriebe verwendet werden können. Durch die Konstruktion wird die Wartung weiter vereinfacht.

Heftausgabe: November 2010

Über den Autor

Armin Scheuermann , Redaktion
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